如何通氮气焊接

① 材料渗氮后怎么焊接

又称为扩散渗氮。气体渗氮在1923年左右，由德国人Fry首度研究发展并加以工业化。由於经本法处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温，其应用范围逐渐扩大。例如钻头、螺丝攻、挤压模、压铸模、鍜压机用鍜造模、螺杆、连杆、曲轴、吸气及排气活门及齿轮凸轮等均有使用。 一、氮化用钢简介 传统的合金钢料中之铝、铬、钒及钼元素对渗氮甚有帮助。这些元素在渗氮温度中，与初生态的氮原子接触时，就生成安定的氮化物。尤其是钼元素，不仅作为生成氮化物元素，亦作为降低在渗氮温度时所发生的脆性。其他合金钢中的元素，如镍、铜、硅、锰等，对渗氮特性并无多大的帮助。一般而言，如果钢料中含有一种或多种的氮化物生成元素，氮化后的效果比较良好。其中铝是最强的氮化物元素，含有0.85～1.5％铝的渗氮结果最佳。在含铬的铬钢而言，如果有足够的含量，亦可得到很好的效果。但没有含合金的碳钢，因其生成的渗氮层很脆，容易剥落，不适合作为渗氮钢。 一般常用的渗氮钢有六种如下： （1）含铝元素的低合金钢（标准渗氮钢） （2）含铬元素的中碳低合金钢 SAE 4100，4300，5100，6100，8600，8700，9800系。 （3）热作模具钢（含约5％之铬） SAE H11 （SKD – 61）H12，H13 （4）肥粒铁及麻田散铁系不锈钢 SAE 400系 （5）奥斯田铁系不锈钢 SAE 300系 （6）析出硬化型不锈钢 17 - 4PH，17 – 7PH，A – 286等 含铝的标准渗氮钢，在氮化后虽可得到很高的硬度及高耐磨的表层，但其硬化层亦很脆。相反的，含铬的低合金钢硬度较低，但硬化层即比较有韧性，其表面亦有相当的耐磨性及耐束心性。因此选用材料时，宜注意材料之特徵，充分利用其优点，俾符合零件之功能。至于工具钢如H11（SKD61）D2（SKD – 11），即有高表面硬度及高心部强度。 二、氮化处理技术： 调质后的零件，在渗氮处理前须彻底清洗干净，兹将包括清洗的渗氮工作程序分述如下： （1）渗氮前的零件表面清洗 大部分零件，可以使用气体去油法去油后立刻渗氮。但在渗氮前之最后加工方法若采用抛光、研磨、磨光等，即可能产生阻碍渗氮的表面层，致使渗氮后，氮化层不均匀或发生弯曲等缺陷。此时宜采用下列二种方法之一去除表面层。第一种方法在渗氮前首先以气体去油。然后使用氧化铝粉将表面作abrassive cleaning 。第二种方法即将表面加以磷酸皮膜处理（phosphate coating）。 （2）渗氮炉的排除空气 将被处理零件置于渗氮炉中，并将炉盖密封后即可加热，但加热至150℃以前须作炉内排除空气工作。 排除炉内的主要功用是防止氨气分解时与空气接触而发生爆炸性气体，及防止被处理物及支架的表面氧化。其所使用的气体即有氨气及氮气二种。 排除炉内空气的要领如下： （1）被处理零件装妥后将炉盖封好，开始通无水氨气，其流量尽量可能多。 （2）将加热炉之自动温度控制设定在150℃并开始加热（注意炉温不能高於150℃）。 （3）炉中之空气排除至10％以下，或排出之气体含90％以上之NH3时，再将炉温升高至渗氮温度。（3）氨的分解率 渗氮是铺及其他合金元素与初生态的氮接触而进行，但初生态氮的产生，即因氨气与加热中的钢料接触时钢料本身成为触媒而促进氨之分解。 虽然在各种分解率的氨气下，皆可渗氮，但一般皆采用15～30％的分解率，并按渗氮所需厚度至少保持4～10小时，处理温度即保持在520℃左右。 （4）冷却 大部份的工业用渗氮炉皆具有热交换几，以期在渗氮工作完成后加以急速冷却加热炉及被处理零件。即渗氮完成后，将加热电源关闭，使炉温降低约50℃，然后将氨的流量增加一倍后开始启开热交换机。此时须注意观察接在排气管上玻璃瓶中，是否有气泡溢出，以确认炉内之正压。等候导入炉中的氨气安定后，即可减少氨的流量至保持炉中正压为止。当炉温下降至150℃以下时，即使用前面所述之排除炉内气体法，导入空气或氮气后方可启开炉盖。 三、气体氮化技术： 气体氮化系於1923年由德国AF ry 所发表，将工件置於炉内，利NH3气直接输进500～550℃的氮化炉内，保持20～100小时，使NH3气分解为原子状态的（N）气与（H）气而进行渗氮处理，在使钢的表面产生耐磨、耐腐蚀之化合物层为主要目的，其厚度约为0.02～0.02m／m，其性质极硬Hv 1000～1200，又极脆，NH3之分解率视流量的大小与温度的高低而有所改变，流量愈大则分解度愈低，流量愈小则分解率愈高，温度愈高分解率愈高，温度愈低分解率亦愈低，NH3气在570℃时经热分解如下： NH3 →〔N〕Fe + 2/3 H2 经分解出来的N，随而扩散进入钢的表面形成。相的Fe2 - 3N气体渗氮，一般缺点为硬化层薄而氮化处理时间长。 气体氮化因分解NH3进行渗氮效率低，故一般均固定选用适用於氮化之钢种，如含有Al，Cr，Mo等氮化元素，否则氮化几无法进行，一般使用有JIS、SACM1新JIS、SACM645及SKD61以强韧化处理又称调质因Al，Cr，Mo等皆为提高变态点温度之元素，故淬火温度高，回火温度亦较普通之构造用合金钢高，此乃在氮化温度长时间加热之间，发生回火脆性，故预先施以调质强韧化处理。NH3气体氮化，因为时间长表面粗糙，硬而较脆不易研磨，而且时间长不经济，用於塑胶射出形机的送料管及螺旋杆的氮化。 四、液体氮化技术： 液体软氮化主要不同是在氮化层里之有Fe3Nε相，Fe4Nr相存在而不含Fe2Nξ相氮化物，ξ相化合物硬脆在氮化处理上是不良於韧性的氮化物，液体软氮化的方法是将被处理工件，先除锈，脱脂，预热后再置於氮化坩埚内，坩埚内是以TF – 1为主盐剂，被加温到560～600℃处理数分至数小时，依工件所受外力负荷大小，而决定氮化层深度，在处理中，必须在坩埚底部通入一支空气管以一定量之空气氮化盐剂分解为CN或CNO，渗透扩散至工作表面，使工件表面最外层化合物8～9％wt的N及少量的C及扩散层，氮原子扩散入α – Fe基地中使钢件更具耐疲劳性，氮化期间由於CNO之分解消耗，所以不断要在6～8小时处理中化验盐剂成份，以便调整空气量或加入新的盐剂。 液体软氮化处理用的材料为铁金属，氮化后的表面硬度以含有 Al，Cr，Mo，Ti元素者硬度较高，而其含金量愈多而氮化深度愈浅，如炭素钢Hv 350～650，不锈钢Hv 1000～1200，氮化钢Hv 800～1100。 液体软氮化适用於耐磨及耐疲劳等汽车零件，缝衣机、照相机等如气缸套处理，气门阀处理、活塞筒处理及不易变形的模具处。采用液体软氮化的国家，西欧各国、美国、苏俄、日本、台湾。 五、离子氮化技术： 此一方法为将一工件放置於氮化炉内，预先将炉内抽成真空达10-2～10-3 Torr（㎜Hg）后导入N2气体或N2 + H2之混合气体，调整炉内达1～10 Torr，将炉体接上阳极，工件接上阴极，两极间通以数百伏之直流电压，此时炉内之N2气体则发生光辉放电成正离子，向工作表面移动，在瞬间阴极电压急剧下降，使正离子以高速冲向阴极表面，将动能转变为气能，使得工件去面温度得以上升，因氮离子的冲击后将工件表面打出Fe.C.O.等元素飞溅出来与氮离子结合成FeN，由此氮化铁逐渐被吸附在工件上而产生氮化作用，离子氮化在基本上是采用氮气，但若添加碳化氢系气体则可作离子软氮化处理，但一般统称离子氮化处理，工件表面氮气浓度可改变炉内充填的混合气体（N2 + H2）的分压比调节得之，纯离子氮化时，在工作表面得单相的r′（Fe4N）组织含N量在5.7～6.1％wt，厚层在10μn以内，此化合物层强韧而非多孔质层，不易脱落，由於氮化铁不断的被工件吸附并扩散至内部，由表面至内部的组织即为FeN → Fe2N → Fe3N→ Fe4N顺序变化，单相ε（Fe3N）含N量在5.7～11.0％wt，单相ξ（Fe2N）含N量在11.0～11.35％wt，离子氮化首先生成r相再添加碳化氢气系时使其变成ε相之化合物层与扩散层，由於扩散层的增加对疲劳强度的增加有很多助。而蚀性以ε相最佳。 离子氮化处理的度可从350℃开始，由於考虑到材质及其相关机械性质的选用处理时间可由数分钟以致於长时间的处理，本法与过去利用热分解方化学反应而氮化的处理法不同，本法系利用高离子能之故，过去认为难处理的不锈钢、钛、钴等材料也能简单的施以优秀的表面硬化处

② 氮化后焊接的问题请教

可以用不锈钢焊条直接对氮化件进行焊接。

③ 空调铜管焊接的时候要冲氮气保护，但是怎么冲啊如啊 铜管都是开口冲不是跑了吗是不是一边冲一边焊接啊

在一头充，另一头堵住后开个小孔，气体要排除一部分对焊接质量有帮助。

④ 分歧管路太多 怎么充氮气焊接

是氩气，不是充氮气。
拼点好管路后，可以多人同时焊接，这样通过减少焊接时间来节省氩气。

⑤ 什么是氮气回流焊，如何利用氮气回流焊

氮气回流焊是在回流焊炉膛内充氮气，为了阻断回流焊炉内有空气进入防止回流焊接中的元件脚氧化。氮气回流焊的使用主要是为了增强焊接质量，使焊接发生在氧含量极少（100PPM）以下的环境下，可避免元件的氧化问题。因此氮气回流焊的主要问题是保证氧气含量越低越好。
随着组装密度的提高，精细间距(Fine pitch)组装技术的出现，产生了充氮回流焊工艺和设备，改善了回流焊的质量和成品率，已成为回流焊的发展方向。氮气回流焊有以下优点：
(1)防止减少氧化
(2)提高焊接润湿力，加快润湿速度
(3)减少锡球的产生，避免桥接，得到较好的焊接质量
得到更好的焊接质量特别重要的是，可以使用更低活性助焊剂的锡膏，同时也能提高焊点的性能，减少基材的变色，但是它的缺点是成本明显的增加，这个增加的成本随氮气的用量而增加，当你需要炉内达到1000ppm含氧量与50ppm含氧量，对氮气的需求是有天壤之别的。现在的锡膏制造厂商都在致力于开发在较高含氧量的气氛中就能进行良好的焊接的免洗焊膏，这样就可以减少氮气的消耗。
对于回流焊中引入氮气，必须进行成本收益分析，它的收益包括产品的良率，品质的改善，返工或维修费的降低等等，完整无误的分析往往会揭示氮气引入并没有增加最终成本，相反，我们却能从中收益。
在目前所使用的大多数炉子都是强制热风循环型的，在这种炉子中控制氮气的消耗不是容易的事。有几种方法来减少氮气的消耗量，减少炉子进出口的开口面积，很重要的一点就是要用隔板，卷帘或类似的装置来阻挡没有用到的那部分进出口的空间，另外一种方式是利用热的氮气层比空气轻且不易混合的原理，在设计炉的时候就使得加热腔比进出口都高，这样加热腔内形成自然氮气层，减少了氮气的补偿量并维护在要求的纯度上。网络：huiliuhan.cn更详细

⑥ 气焊的焊接方法

气焊的焊接方法：

1、焊前清理

气焊前必须清理工件坡口及其两侧和焊丝表面的油污、氧化物等脏物。去油污可用汽油、丙酮、煤油等溶剂清洗，也可用火焰烘烤；除氧化物可用砂纸、钢丝刷、锉刀、刮刀、角向砂轮机等机械方法清理，也可用酸或碱溶解金属表面氧化物。清理后用清水冲洗干净，用火焰烘干。

2、持炬

一般是右手拿焊炬，左手拿焊丝，右手大拇指位于乙炔开关处，食指位于氧气开关处，便于随时调节气体的流量，其他三指握住焊炬柄，便于焊嘴摆动、调节输入到熔池中的热量、变更焊接的位置，以及改变焊嘴与焊件的夹角。

3、定位焊

焊接时，首先应将焊件进行定位焊。如果焊件是薄板，可由中间开始，向两头进行焊接，定位焊焊缝的长度一般为5~7mm，间隔为50~100mm；如果焊件较厚（板厚》4mm），则定位焊可从两头开始，向中间进行焊接，定位焊焊缝的长度为20~30mm，间隔为200~300mm。

4、预热

在焊接开始时，由于焊件的温度低，因此要对焊件进行预热。预热时，应将火焰对准接头起点进行加热，为了缩短加热时间，且尽快形成熔池，可将火焰中心（焊炬喷嘴中心）垂直于工件并使火焰往复移动，以保证起焊处加热均匀。

5、焊接

加热结束后，倾斜火焰中心，待焊丝熔滴填满熔池，便可移动火焰和焊丝连续进行焊接。在焊接过程中，火焰倾斜角可根据焊件厚度在20°~60°之间选择。所焊材料不同，焊嘴倾角不同，如焊铜时，焊嘴倾角α为80°；焊铝时，焊嘴倾角α为10°。

6、接头

焊接至中途停顿后再续焊时，应用火焰把原熔池和接近熔池的焊缝重新熔化，在形成新熔池后再送入焊丝。焊接重要工件时，每次续焊应与前次焊重叠8~10mm，以保证得到优质的接头。

7、收尾

当焊接结束时，为了使焊缝成形良好，要将最终的弧坑填满。这时应减小火焰中心的倾斜角，并使火焰摆动，以防止烧坏焊件，同时要增加焊接速度并多添加一些焊丝，直到填满弧坑为止。为了防止氧气和氮气等进入熔池，可用外焰对熔池保护一定的时间，见其表面已不发红后再移开。

8、焊后处理

焊后残存在焊缝及其附近的熔剂和焊渣要及时清理干净，否则会腐蚀焊件。清理的方法为先在60~80℃热水中用硬毛刷洗刷焊接接头，重要构件洗刷后再放入60~80℃、质量分数为2%~3%的铬酐水溶液中浸泡5~10min，然后再用硬毛刷仔细洗刷，最后用热水冲洗干净。

⑦ 氮气用于焊接铁轨的化学方程式

利用( 铝热反应)方程 2Al +Fe2O3==高温==Al2O3 + 2Fe
氮气，化学式为N_，为无色无味气体。氮气化学性质很不活泼，在高温高压及催化剂条件下才能和氢气反应生成氨气；在放电的情况下才能和氧气化合生成一氧化氮；即使Ca、Mg、Sr和Ba等活泼金属也只有在加热的情形下才能与其反应。氮气的这种高度化学稳定性与其分子结构有关。