Page 84 - 理化检验-物理分册2022年第二期

应桂元, 等: 真空钎焊不锈钢板式换热器渗漏原因

锈钢残留, 脱落的不锈钢侧表面平整, 表面没有明显
的铜焊料残留。结合脱落面两侧可以看出, 不锈钢
与铜焊料之间发生分离。
1.2 扫描电镜与能谱分析
在扫描电镜下观察不锈钢侧表面与铜焊料表面
的微观形貌( 见图 5 ), 由图 5 可以看出, 不锈钢侧表
面平整, 晶粒未完全熔融, 仅晶界处有轻微 熔融现
象; 铜焊料表面存在网状突起。这些突起的铜焊料 图 6 不锈钢侧表面能谱分析结果
渗入不锈钢晶界, 从而形成了焊接的嵌套结构。对
剥落表面进行能谱( EDS ) 分析, 图 6 为不锈钢侧表
面能谱分析结果, 可以看出该表面主要是铁、 铬、 碳
等元素, 以及少量的铜元素。图 7 为铜焊料侧表面
能谱分析结果, 该表面主要是铜元素与碳元素, 几乎
不含铁、 铬元素。图 8 为正常钎焊接头的微观形貌,
可以看出, 与铜焊料接触的不锈钢表面晶粒的晶界
出现轻微熔融, 铜焊料渗入晶界。图 9 为正常钎焊 图 7 铜焊料侧表面能谱分析结果
接头不锈钢晶界处线扫描能谱分析结果, 可以看出
正常钎焊接头处也存在铜焊料渗入不锈钢表层晶粒
晶界处的现象。

图 8 正常钎焊接头的微观形貌

图 9 正常钎焊接头不锈钢晶界线扫描能谱分析结果
形成了焊接嵌套结构; 失效接头部位的铜焊料与不
锈钢母材的结合并不紧密。不锈钢薄片与铜焊料表
图 5 不锈钢侧表面与铜焊料表面微观形貌
面的油污在高温下分解形成碳元素。真空钎焊前,
2 综合分析 如果不锈钢薄片与铜焊料未进行表面处理或者处理
氧化
不达标, 真空钎焊时局部不锈钢表面的 Cr 2O 3
从分析结果看, 该换热器的失效形式为不锈钢 膜就不能去除, 则局部区域的不锈钢基体与铜焊料
基体与铜焊料分离。从宏观分析可以发现, 失效样 结合不紧密, 从而出现未熔合现象 [ 7-11 ] 。
品局部区域焊料虽然完整地填充了焊缝, 但是与不
3 结语及建议
锈钢母材结合较差。由扫描电镜结果以看出: 失效
接头部位与正常接头部位的铜焊料与不锈钢母材都 换热器投入使用后, 水流不停地对换热器施加
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