199086. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ötvözött cr-ni-acélépítőelemek védőgázas forrasztásához
1 2 HU 199086 B A találmány tárgya eljárás ötvözött Cr-Ni-acélépilöelemek forrasztásához szerelési körülmények között, különösen kis átmérőjű csövek összeillesztéséhez. ötvözött Cr-Ni-acélok forrasztása során a legnagyobb problémát a fémre tapadt oxidréteg eltávolítása jelenti. Ezt az ismert forrasztási eljárásoknál sós folyaszlószerekkel végzik. Ennek az eljárásnak a hátránya, hogy a forrasztás után agresszív folyasztószer maradékok maradnak vissza, melyek nedvesség hatására korrodeálják a szerkezeti anyagot. Az ilyeh folyasztószer maradékok mechanikus eltávolítása nagyon nehézkes és néhány esetben gyakorlatilag lehetetlen. Ha a forrasztási hely gondos kémiai kezelése után is maradnak vissza folyasztószer maradékok, úgy ezek később súlyos anyagkiesésekhez vezethetnek. A fenti nehézségek miatt gyakran alkalmaznak kemencés forrasztást, melynek során az oxidréteget vákuummal vagy védógázzal küszöbölik ki. Védőgázként vagy redukáló gázokat (például száraz hidrogént vagy az ammónia bontási gázát), vagy inert, gázokat (például argont, melynek ossz szennyezőanyag-tartalma kisebb mint 10 ppm) használnak. Mivel a Cr-Ni-acélok gyakran tartalmaznak az oxigénnel szemben erős affinitást mutató további fémeket, például titánt, inert gáz alkalmazása esetén különlegesen száraz védőgázt (harmatpont -70 °C) kell felhasználni. Az alapfém nedvesiLése érdekében a felületet mechanikailag és kémiailag gondosan kezelni kell, miáltal csak vékony oxidréteg marad vissza. Magas forrasztási hőmérsékleten (1000 °C) ez az oxidréteg felszakad, és lehetővé teszi a megfelelő kapcsolatot a forrasz és az alapfém között. Az oxidréteg törési pontjain a forrasz behatol az oxidréteg alá, felemeli és a forrasztási illesztésbe beépíti azt (Zimmermann, K.F.: Mechanisiertes Hartlöten auf Lötvorrichtungen und Lötmaschinen - Ausführungsbeispiele für Ofenlöteinrichtungen mit und ohne Schutzgasatmosphäre, Technik die verbindet, Berichte aus Forschung und Praxis, Nr. 25). Redukáló gázok alkalmazása során az jxidréteget a védógáz redukáló komponensei, lényegében hidrogén, távolitják el. A redukáló hatásért elsősorban a hőmérséklet és a védőgáz összetétele a felelős. A nehezen redukáló fémoxidokhoz (például krómoxid) oxigéntől és oxigéntartalmú vegyületektől gyakorlatilag mentes és különlegesen száraz véiögáz szükséges. Emiatt védógázként általában száraz hidrogént vagy száraz ammónia tasitási gázt használnak. A forrasztásnál zavaró oxidrétegek eltávolításának másik módja vákuum alkalmazása, innék során az oxidréteg eltávolítása a ■.zéntartalmú fémről magának a szénnek relukálóhatásán alapul. A reakció gyors lefutásnak feltételei javulnak az acél széntartalmának növekedésével, a redukálandó oxid stabilitásának csökkenésével, és a vákuumkemence csökkenő nyomásával. Mivel az oxid stabilitása a hőmérséklettől függ, az oxidok 5 CO-reakciója hőmérséklet és nyomás függő, így például a krómoxid már 680 °C hőmérsékleten redukálható a szénnel, ha a CO-parciális nyomás 10"1 Pa alatt van. Ugyanez a reakció 1000 °C hőmérsékletnél akkor is le- 10 hetséges, ha a nyomás 103 Pu-ra emelkedik (Ogiermann, G.: Zimmermann K.F.: Mechanisiertes Hartlöten auf Lötvorrichtungen und Lötmaschinen .... Technik die verbindet, Berichte aus Forschung und Praxis Nr. 26). 15 Szénmentes fémeknél az oxidréteget vagy hidrogénben oldják, vagy melegítéssel feltörik, amikor is a folyékony forrasz aláfolyik, felemeli és a kötésbe beépíti azt (Mahler, W.: Zimmermann, K.F.: Bindungsverhalten 20 einiger Hartlöte unter Wasserstoff auf verschiedenen Grundwerkstoffen, Schweißen und Schneiden 21, 6, 249-254 /1969/). Az ismertetett eljárások a következő hátrányokkal járnak: 25 - A költséges berendezések miatt a vákuumforrasztás folyamatos termeléshez nem alkalmazható.- A redukáló gázok, melyek redukálószerként elsősorban hidrogént tartal- 20 máznak, elkerülendők, mivel az építési területen nagy a durranógáz-robbanás veszélye. További ismert lehetőség a Cr-Ni-acélok illesztésére az induktív forrasztás argon fel- 3f használásával (Kaiser, L.: Induktionslöten von Hochdruckrohrleitungen im Flug- und Raumfahrzeugbau, Schwießen und Schneiden, 24, 5, 161-1G5 /1972/). A költséges fűtőberendezés miatt ez a módszer sem alkalmazha- 40 tó folyamatos termeléshez, ahol az oxidréteg mechanikai eltávolítása és a védőgéz magas költségei szintén negatívan befolyásolják ennek az illesztési technológiának a gazdaságosságát. 45 A találmány célja, hogy olyan eljárást dolgozzunk ki, ötvözött Cr-Ni-acél építőelemek illesztésére, amely a szerelési körülmények között is egyszerű és megbízható kötést tesz lehetővé. 50 A találmány feladata, hogy olyan eljárást dolgozzunk ki legalább 1 lómeg% krómmal és legalább 1 tömeg% nikkellel ötvözött Cr-Ni-acél építőelemek forrasztásához, melyeknél nincs szükség a fémre tapadt oxidré- 55 teg külön kémiai, illetve inechunikai előkezelésére. Ez a feladat a találmány szerint úgy oldható meg, hogy a közvetlen elektromos ellenállásfűtés elvével legalább 1000 °C hőinél— 50 sékleten inegmelegitett forrasztási helyet egy védókamrával vesszük körül. Ezen az elrendezésen a melegítési fázisban és a hűtési fázisban legalább 10 1/perc térfogatárammal inert gázL áramoltatunk át, melynek maximális 55 technikai szennyezettsége 100 ppm, nedves-3
