钎焊原理及适用范围

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第一节 钎焊原理及适用范围



一、钎焊原理 钎焊与熔焊不同，它是采用液相线温度比母材固相线温度低的金属材料作钎料，将零件和钎料加热到钎料熔化，利用液态钎料润湿母材、填充接头间隙并与母材相互溶解和扩散，随后，液态钎料结晶凝固，从而实现零件的连接。 (一)钎料的润湿与铺展 钎焊时，只有熔化的液体钎料很好地润湿母材表面才能填满钎缝。衡量钎料对母材润湿能力的大小，可用钎料(液相)与母材(固相)相接触时的接触夹角大小来表示。影响钎料润湿母材的主要因素有：

1．钎料和母材的成份

若钎料与母材在固态和液态下均不发生物理化学作用，则他们之间的润湿作用就很差，如铅与铁。若钎料与母材能相互溶解或形成化合物，则认为钎料能较好地润湿母材，例如银对铜。

2．钎焊温度

钎焊加热温度的升高，由于钎料表面张力下降等原因会改善钎料对母材的润湿性，但钎焊温度不能过高，否则会造成钎料流失，晶粒长大等缺陷。 3．母材表面氧化物

如果母材金属表面存在氧化物，液态钎料往往会凝聚成球状，不与母材发生润湿，所以，钎焊前必须充分清除氧化物，才能保证良好的润湿作用。 4．母材表面粗糙度

当钎料与母材之间作用较弱时，母材表面粗糙的沟槽起到了特殊的毛细作用，可以改善钎料在母材上的润湿与铺展。 5．钎剂

钎焊时使用钎剂可以清除钎料和母材表面的氧化物，改善润湿作用。 (二)钎料的毛细流动

钎焊时，液体钎料要沿着间隙去填满钎缝，由于间隙很小，如同毛细管，所以称之为毛细流动。毛细流动能力的大小，能决定钎料能否填满钎缝间隙。 影响液体钎料毛细流动的因素很多，主要有钎料的润湿能力和接头间隙大小等，如钎料对母材润湿性好，接头有较小的间隙，都可以得到良好的钎料流动与填充性能。 (三)钎料与母材的相互作用

液态钎料在毛细填隙过程中与母材发生相互物理化学作用，这些相互作用对钎焊接头的性能影响很大，它们可以分为两种： 1．母材向钎料的溶解

钎焊时一般都发生母材向液体钎料的溶解过程，可使钎料成份合金化，有利于提高接头强度。但母材的过度溶解会使液体钎料的熔点和粘度升高，流动性变差，往往导致不能填满钎缝间隙，同时可能使母材表面因过分溶解而出现凹陷等缺陷。 2．钎料组份向母材扩散

钎焊时，也出现钎料组份向母材的扩散，扩散以两种方式进行：一种是钎料组元向整个母材晶粒内部扩散，在母材毗邻钎缝处的一边形成固溶体层，对接头不会产生不良影响。另一种是钎料组元扩散到母材的晶粒边界，常常使晶界发脆，尤其是在薄件钎焊时比较明显。

二、钎焊的特点

(1)钎焊工艺的加热温度比较低，因此钎焊以后焊件的变形小，容易保证焊件的尺寸精度。同时，对于焊件母材的组织及性能的影响也比较小。

(2)钎焊工艺可适用于各种金属材料、异种金属、金属与非金属的连接。 (3)可以一次完成多个零件或多条钎缝的钎焊，生产率较高。

(4)可以钎焊极薄或极细的零件，以及粗细、厚薄相差很大的零件。

(5)钎焊的缺点是：钎焊接头的耐热能力比较差、接头强度比较低、钎焊时表面清理及焊件装配质量的要求比较高。


三、各种钎焊方法的特点及应用

工业生产中常用钎焊方法的特点及应用范围见表7—1。

表7—1 各种钎焊方法的优缺点及适用范围

钎焊方法 主要特点 烙铁钎焊 火焰钎焊 金属浴钎焊 盐浴钎焊 气相钎焊 波峰钎焊 电阻钎焊 感应钎焊 保护气体炉中钎焊

设备简单、灵活性好，需使用钎剂

适用于微细钎焊

设备简单，灵活性好 控制温度困难，操作

技术要求较高 加热快，能精确控制温度

加热快，能精确控制温度

钎料消耗大，焊后处理复杂

设备费用高，焊后需仔细清洗

用途

只能用于软钎焊，钎焊小件 钎焊小件

用于软钎焊及其批量生产

用于批量生产，不能钎焊密闭工件 只用于软钎焊及其批量生产 钎焊小件 批量钎焊小件 大、小件的批量生产，多钎缝工作的钎焊

能精确控制温度，加成本高 热均匀，钎焊质量高 生产率高

加热快，生产率高，成本较低

钎料损耗较大 控制温度困难，工件形状，尺寸受限

加热快，钎焊质量好 温度不能精确控制，

工件形状受限制 能精确控制温度，加热均匀，变形小，一般不用钎剂，钎焊质量好

能精确控制温度加热均匀，变形小，能钎焊难焊的高温合金，不用钎剂，钎焊质量好

设备费用较高，加热慢，钎料和工件不宜含大量易挥发元素 设备费用高，钎料和工件不宜含较多的易挥发元素

真空炉中钎焊 重要工件

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