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发表于 2013-2-27 09:11:12
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本帖最后由 龟山淬火 于 2013-2-27 16:58 编辑
钎焊钎焊是指用比母材熔点低的金属材料作为钎料，用液态钎料润湿母材和填充工件接口间隙并使其与母材相互扩散的焊接方法。钎焊变形小，接头光滑美观，适合于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件，如蜂窝结构板、透平叶片、硬质合金刀具和印刷电路板等。钎焊前对工件必须进行细致加工和严格清洗，除去油污和过厚的氧化膜，保证接口装配间隙。间隙一般要求在 0.01～0.1毫米之间。
分类
根据熔点不同，钎料分为软钎料和硬钎料
①软钎料：即熔点低于450℃的钎料，有锡铅基、铅基（T<150℃，一般用于钎焊铜及铜合金，耐热性好，但耐蚀性较差）、镉基（是软钎料中耐热性最好的一种，T=250℃）等合金。
软钎料主要用于焊接受力不大和工作温度较低的工件，如各种电器导线的连接及仪器、仪表元件的钎焊（主要用于电子线路的焊接）
常用的软钎料有：锡铅钎料（应用最广、具有良好的工艺性和导电性，T<100℃）、镉银钎料、铅银钎料和锌银钎料等。
软钎焊：指使用软钎料进行的钎焊。钎焊接头强度低（小于70Mpa）。
②硬钎料：即熔点高于450℃的钎料，有铝基、铜基、银基、镍基等合金。
硬钎料主要用于焊接受力较大、工作温度较高的工件，如：自行车架、硬质合金刀具、钻探钻头等（主要用于机械零、部件的焊接）
常用的硬钎料有：铜基钎料、银基钎料（应用最广的一类硬钎料，具有良好的力学性能、导电导热性、耐蚀性。广泛用于钎焊低碳钢、结构钢、不锈钢、铜以及铜合金等）、铝基钎料（主要用于钎焊铝及铝合金）和镍基钎料（主要用于航空航天部门）等。
硬钎焊：指使用硬钎料进行的钎焊。钎焊接头强度较高（大于2⒈2.2 钎焊焊剂
钎剂：即钎焊时使用的熔剂。
钎剂的作用：
⑴清除母材和钎料表面的氧化物及其它杂质
⑵以液态薄膜的形式覆盖在工件金属和钎料的表面上，隔离空气起保护作用──保护钎料及焊件不被氧化。
⑶改善液态钎料对工件金属的浸润性，增大钎料的填充能力。
分类：
钎剂通常分为软钎剂、硬钎剂和铝、镁、钛用钎剂三大类。
⑴软钎剂
按其成分可分为无机软钎剂（具有很高的化学活性，去除氧化物的能力很强。能显著地促进液态钎料对母材的润湿。组分为无机酸和无机盐。一般的黑色金属和有色金属，包括不锈钢、耐热钢和镍铬合金等都可使用，但它残渣有腐蚀性，焊后必须清除干净）和有机软钎剂两类。
按其残渣对钎焊接头的腐蚀作用可分为腐蚀性、弱腐蚀性和无腐蚀性三类，其中无机软钎剂均系腐蚀性钎剂；有机软钎剂属于后两类。
常用的软钎剂有磷酸水溶液（只限于300℃以下使用，是钎焊含Cr不锈钢或锰青铜的适宜钎剂）、氯化锌水溶液和松香（只能用于300℃以下钎焊表面氧化不严重的金、银、铜等金属）等。
⑵硬钎剂：
常用的硬钎剂有硼砂、硼酸（活性温度高，均在800℃以上，只能配合铜基钎料使用，去氧化物能力差，不能去除Cr、Si、Al、Ti等的氧化物）、KBF4（氟硼酸钾，熔点低，去氧化能力强，是熔点低于750℃银基钎料的适宜钎剂）等。
接头形式
钎焊接头承载能力与接合面大小有关。因此，钎焊接头一般采用搭接接头或套接接头。如图6-3-17所示：
图6-3-17 钎焊接头举例
设计钎焊接头时，应考虑钎焊件的装配定位和钎料的安置等。装配时，装配间隙要均匀、平整和适当。间隙太小，会影响钎料的渗入与润湿，达不到全部焊合；间隙太大，则浪费钎料，且会降低钎焊接头强度。一般钎焊接头间隙取为0.05～0.2mm。
加热方式
钎焊的加热方式有烙铁加热、火焰加热、电阻加热、感应加热、浸渍加热和炉中加热等。
常用钎料
一般有两类。一类是硬钎料，熔点在450℃以上，常用的钎料有铜基、银基、铝基、镍基等合金。钎剂常用硼砂、硼酸、氯化物、氟化物等。硬钎焊的加热源有焊炬火焰、电阻电热、感应加热、盐浴加热及炉内加热等。钎接接头强度较高，适于钎焊受力较大或工作温度较高的工件，如硬质合金刀具、自行车车架等，通常把这类钎焊称为硬钎焊；另一类是软钎料，熔点在450℃以下，应用最广泛的软钎料是锡基合金，多数软钎料适合的焊接温度为200-400℃，钎剂为松香、松香酒精溶液、氯化锌溶液，加热方法常用烙铁加热。钎接接头强度较低，适于钎接受力不大或工作温度较低的工件，如容器、仪表元件等，通常把这类钎焊称为软钎焊。
钎料是形成钎焊接头的填充金属，钎焊接头的质量在很大程度上取决钎料。钎料应该具有合适的熔点、良好的润湿性和填缝能力，能与母材相互扩散，还应具有一定的力学性能和物理化学性能，以满足接头的使用性能要求。
根据钎料熔点的不同，将钎焊分为软钎焊和硬钎焊。
软钎焊
⑴软钎焊：软钎焊的钎料熔点低于450°C，接头强度较低（小于70 MPa）。
软钎焊 多用于电子和食品工业中导电、气密和水密器件的焊接。以锡铅合金作为钎料的锡焊最为常用。软钎料一般需要用钎剂，以清除氧化膜，改善钎料的润湿性能。钎剂种类很多，电子工业中多用松香酒精溶液软钎焊。这种钎剂焊后的残渣对工件无腐蚀作用，称为无腐蚀性钎剂。焊接铜、铁等材料时用的钎剂，由氯化锌、氯化铵和凡士林等组成。焊铝时需要用氟化物和氟硼酸盐作为钎剂，还有用盐酸加氯化锌等作为钎剂的。这些钎剂焊后的残渣有腐蚀作用，称为腐蚀性钎剂，焊后必须清洗干净。
硬钎焊
⑵硬钎焊：硬钎焊的钎料熔点高于450°C，接头强度较高（大于200 MPa）。
硬钎焊 接头强度高，有的可在高温下工作。硬钎焊的钎料种类繁多，以铝、银、铜、锰和镍为基的钎料应用最广。铝基钎料常用于铝制品钎焊。银基、铜基钎料常用于铜、铁零件的钎焊。锰基和镍基钎料多用来焊接在高温下工作的不锈钢、耐热钢和高温合金等零件。焊接铍、钛、锆等难熔金属、石墨和陶瓷等材料则常用钯基、锆基和钛基等钎料。选用钎料时要考虑母材的特点和对接头性能的要求。硬钎焊钎剂通常由碱金属和重金属的氯化物和氟化物，或硼砂、硼酸、氟硼酸盐等组成，可制成粉状、糊状和液状。在有些钎料中还加入锂、硼和磷，以增强其去除氧化膜和润湿的能力。焊后钎剂残渣用温水、柠檬酸或草酸清洗干净。
注意：母材的接触面应很干净，因此要用钎剂。钎剂的作用是去除母材和钎料表面的氧化物和油污杂质，保护钎料和母材接触面不被氧化，增加钎料的润湿性和毛细流动性。钎剂的熔点应低于钎料，钎剂残渣对母材和接头的腐蚀性应较小。软钎焊常用的钎剂是松香或氯化锌溶液，硬钎焊常用的钎剂是硼砂、硼酸和碱性氟化物的混合物。
编辑本段焊后清洗钎剂残渣大多数对钎焊接头起腐蚀作用，也妨碍对钎缝的检查，常需清除干净。
含松香的活性钎剂残渣可用异丙醇、酒精、三氯乙烯等有机溶剂除去。
由有机酸及盐组成的钎剂，一般都溶于水，可采用热水洗涤。由无机酸组成的软钎剂溶于水，因此可用热水洗涤。含碱金属及碱土金属氯化物的钎剂（例如氯化锌），可用2%盐酸溶液洗涤。
硬钎焊用的硼砂和硼酸钎剂残渣基本上不溶于水，很难去除，一般用喷砂去除。比较好的方法是将已钎焊的工件在热态下放入水中，使钎剂残渣开裂而易于去
（一）钎料
碳素钢、低合金钢软钎焊时，可采用各种软钎料，其中以锡铅钎料应用最广泛。使用HISnYb10锡铅钎料钎焊的低碳钢接头抗拉强度为93MPa，抗切强度为37MPa。当采用 HlSnrbs8-2钎料时，则分别提高到113MPa及49MPa。当采用铜、铜基钎料及银基钎料进行硬钎焊时，可获得较高的接头强度。
例如使用HUL钎料时，接头抗拉强度为323MPa，抗切强度为
a o当使用BAg40Cuf-nUd钎料时，则分别提高到38sMPa及203MPa。
（二）钎剂
软钎焊时，钎剂采用氯化锌水溶液或氯化锌、氯化钱水溶液。使用铜基钎料时，采用硼砂硼酸类钎剂或Q7301。用银基钎料时，采用QJ1o1,QJ1o2等。
二、不锈钢的钎焊
由于不锈钢含有铬、钥、钦等合金元素，所以它的表面氧化物种类也很多，其中铬及钦的氧化物化学稳定性最好。必须采用活性很强的钎剂以及保护气体或真空度高的钎焊方法。
（一）钎料
根据钎焊件的使用要求、钎焊接头的性能、钎焊温度等，可选用不同的软钎料及硬钎料。
（二）钎剂
由于铬会形成稳定的氧化物，因此应该采用活性很强的钎剂。软钎焊时，必须采用氯化锌盐酸溶液、氯化锌一氯化钱盐酸溶液或磷酸。
硬钎焊时，在用银铜锌、银铜锌锡钎料时可采用Q7101,QJⅣ2。用铜基钎料钎焊时，应采用含氟化钙的QJZOOo
编辑本段钎料选用⑴钎料应具有合适的熔化温度范围，至少应比母材的熔化温度低几十度。
⑵在钎焊温度下，应具有良好的润湿性，以保证充分填满钎缝间隙。
⑶钎料与母材应有扩散作用，以使其形成牢固的结合。
⑷钎料应具有稳定和均匀的成分，尽量减少钎焊过程中合金元素的损失。
⑸所获得的钎焊接头应符合产品的技术要求，满足力学性能、物理化学性能、使用性能方面的要求。
⑹钎料的经济性要好。应尽量少含或不含稀有金属和贵重金属。还应保证钎焊的生产率要高。
⑺钎料应具有加工变形能力，以便于制成各种形状。
二、钎料的分类
⒈按照钎料的熔化温度范围分
⑴熔点低于450℃的钎料称为软钎料如镓基、铋基、铟基、锡基、铅基、锌基等合金。
⑵熔点高于450 `C的钎料称为硬钎料（俗称难熔钎料）如铝基、镁基、铜基、银基、锰基、金基、镍基、钯基、钦基等合金。
⒉按照钎料的主要合金元素分
钎料按其主要合金元素可分为锡基、铅基、铝基等钎料。3.按照钎料的制成形状分
钎料按其制成形状可分为丝、棒、片、箔、粉状或特殊形状钎料（例如环形钎料或膏状钎料等）。
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