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钎焊基本知识概述

所属分类:常见问题    发布时间: 2020-01-14    作者:admin
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钎焊:利用熔点比母材低的填充金属(称为钎料),经加热熔化后,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并与母材相互扩散,实现连接的焊接方法。

较之熔焊,钎焊时母材不熔化,仅钎料熔化;

较之压焊,钎焊时不对焊件施加压力。

钎焊形成的焊缝称为钎缝。

钎焊所用的填充金属称为钎料。

陕西WCC钎焊料

钎焊过程:

表面清洗好的工件以搭接型式装配在一起,把钎料放在接头间隙附近或接头间隙之间。当工件与钎料被加热到稍高于钎料熔点温度后,钎料熔化(工件未熔化),并借助毛细管作用被吸入和充满固态工件间隙之间,液态钎料与工件金属相互扩散溶解,冷疑后即形成钎焊接头。

2.2 焊接材料

2.2.1 钎料:即钎焊时用做填充金属的材料。

2.2.1.1 对钎料的基本要求:

①低于工件金属的熔点;

②有足够的浸润性(钎料流入间隙的性能);

③有与工件金属适当的溶解和扩散能力;

④焊接接头应具有一定的机械性能和物理、化学性能。

2.2.1.2 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.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.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.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200Mpa)。

2.2.1.3 钎料的编号

国标:B(表钎料代号(Braze))+化学元素符号(表钎料的基本组元)+数字(表基本组元的质量分数(%))+元素符合(表钎料的其它组元,按含量多少排序,不标含量(.多不超过6个))----其它特性标记(表钎料的某些特性,如“V”表示真空级钎料,“R”表示即可作钎料,又可作气焊丝的铜锌含量)。

如:B(钎料代号)Ag72Cu(银基钎料WAg=72%,并含有铜元素)---V(真空级钎料)

部标:

(1)冶金部部标:

“H1(表示钎料)+元素符号(表钎料基础组元)+元素符号(表钎料主要组元)+数字(表除基础组元外的主要组元的含量)---数字(表钎料中除基本、主要组元之外的其它组元的含量)”

如H1SnPb10棗表示锡铅钎料 Wpb=10%

H1AlCu26-4棗表铝基三元合金钎料Wcu=26%,其它合金元素为4%

(2)机械部部标

“HL(表钎料)+数字(表示钎料的化学组成类型→‘1’表示铜锌合金;‘2’表示铜磷合金;‘3’表银合金;‘4’表铝合金;‘5’表锌合金;‘6’表锡铅合金;‘7’表镍基合金)+数字+数字(表示同一类型钎料中的不同牌号)”

如HL605——表第5号锡铅钎料。

2.2.2 钎焊焊剂

钎剂:即钎焊时使用的熔剂。

2.2.2.1 钎剂的作用:

(1)清除母材和钎料表面的氧化物及其它杂质

(2)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。

(3)改善液态钎料对工件金属的浸润性,增大钎料的填充能力。

2.2.2.2 分类:

钎剂通常分为软钎剂、硬钎剂和铝、镁、钛用钎剂三大类。

(1)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。

(2)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。

2.3 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。

2.4 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。

烙铁加热温度较低,一般只适于软钎焊。

浸渍加热类型有盐浴加热和金属浴加热,本身即提供钎剂或钎料,加热快,接头洁净。

炉中加热:气氛、炉温可控,加热均匀、焊件变形小。

浸渍加热和炉中加热均可用于同时焊多件或多条钎缝,特适合于焊接形状复杂且多钎缝的零件。

2.5 钎焊的特点及应用

特点:

(1)钎焊加热温度较低,接头光滑平整,组织和机械性能变化小,变形小,工件尺寸精确。

(2)可焊异种金属,也可焊异种材料,且对工件厚度差无严格限制。

(3)有些钎焊方法可同时焊多焊件、多接头,生产率很高。

(4)钎焊设备简单,生产投资费用少。

(5)接头强度低,耐热性差,且焊前清整要求严格,钎料价格较贵。

应用:

钎焊不适于一般钢结构和重载、动载机件的焊接。主要用于制造精密仪表、电气零部件、异种金属构件以及复杂薄板结构,如夹层构件、蜂窝结构等,也常用于钎焊各类异线与硬质合金刀具。

三、钎焊

1.钎焊的特点及应用 钎焊采用熔点低于母材的合金作钎料,加热时钎料熔化,并靠润湿作用和毛细作用填满并保持在接头间隙内,而母材处于固态,依靠液态钎料和固态母材间的相互扩散形成钎焊接头。钎焊对母材的物理化学性能影响小,焊接应力和变形较小,可焊接性能差别较大的异种金属,能同时完成多条焊缝,接头外表美观整齐,设备简单,生产投资小。但钎焊接头的强度较低,耐热能力差。

应用:硬质合金刀具、钻探钻头、自行车车架、换热器、导管及各类容器等;在微波波导、电子管和电子真空器件的制造中,钎焊甚至是..可能的连接方法。

2.钎料和钎剂 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。按钎料熔点的不同,钎焊分为两大类:软钎焊与硬钎焊。

(1)软钎焊 钎料熔点低于450℃的钎焊称为软钎焊,常用钎料是锡铅钎料,它具有良好的润湿性和导电性,广泛用于电子产品、电机电器和汽车配件。软钎焊的接头强度一般为60~140MPa。

(2)硬钎焊 钎料熔点高于450℃的钎焊称为硬钎焊,常用钎料是黄铜钎料和银基钎料。用银基钎料的接头具有较高的强度、导电性和耐蚀性,钎料熔点较低、工艺性良好,但钎料价格较高,多用于要求较高的焊件,一般焊件多采用黄铜钎料。硬钎焊多用于受力较大的钢和铜合金工件,以及工具的钎焊。硬钎焊的接头强度为200~490MPa,

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。

3.钎焊加热方法 几乎所有的加热热源都可以用作钎焊热源,并依此将钎焊分类:

火焰钎焊:用气体火焰进行加热,用于碳钢、不锈钢、硬质合金、铸铁、铜及铜合金、铝及铝合金的硬钎焊。

感应钎焊:利用交变磁场在零件中产生感应电流的电阻热加热焊件,用于具有对称形状的焊件,特别是管轴类的钎焊。

浸沾钎焊:将焊件局部或整体浸入熔融盐混合物熔液或钎料熔液中,靠这些液体介质的热量来实现钎焊过程,其特点是加热迅速、温度均匀、焊件变形小。

炉中钎焊:利用电阻炉加热焊件,电阻炉可通过抽真空或采用还原性气体或惰性气体对焊件进行保护。

除此以外,还有烙铁钎焊、电阻钎焊、扩散钎焊、红外线钎焊、反应钎焊、电子束钎焊、激光钎焊等。

4.钎焊接头 如图3-31所示,钎焊一般采用板料搭接和套管嵌接的形式。这样可以通过增加焊件之间的结合面,来弥补钎料强度的不足,保证接头的承载能力。这种接头形式还便于控制接头的间隙,适当的间隙可以使钎料在接头中均匀分布,达到.佳的钎焊效果。钎焊接头的间隙范围一般是0.05~0.2mm。

六、钎焊

钎焊是指采用比母材熔点低的金属材料作钎料,将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。如下图所示。

钎焊时,对被钎接工件接触表面经清洗后,以搭接形式进行装配,把钎料放在接合间隙附近或直接放入接合间隙中。当工件与钎料一起加热到稍高于钎料的熔化温度后,钎料将熔化并浸润焊件表面。液态钎料借助毛细管作用,将沿接缝流动铺展。于是被钎接金属和钎料间进行相互溶解,相互渗透,形成合金层,冷凝后即形成钎接接头。

为了使钎接部分连接牢固,增强钎料的附着作用,钎焊时要用钎剂。它的作用是清除钎料和母材表面的氧化物,保护焊件和液态钎料在钎焊过程中免于氧化,改善液态钎料对焊件的润湿性。

常用的钎料一般有两类。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.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。

钎焊的特点是接头表面光洁,气密性好,形状和尺寸稳定,焊件的组织和性能变化不大,可连接相同的或不相同的金属及部分非金属。钎焊时,还可采用对工件整体加热,一次焊完很多条焊缝,提高了生产率。但钎焊接头的强度较低,多采用搭接接头,靠通过增加搭接长度来提高接头强度;另外,钎焊前的准备工作要求较高。 镍基钎料 http://www.sxxljs.com

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