铜钎焊焊接与钎剂
http://www.weld21.com 2020-10-12 09:19 来源:錘鍜

  钎焊的概述:

  钎焊焊接方法是采用比待焊件母材熔点低的金属材料作为焊接耗材即钎料,将待焊件与焊接耗材加热至高于耗材熔点温度,但低于待焊件母材熔点的温度。使熔化呈液态的耗材润湿母材,对接头间隙进行填充,并与母材相互扩散而实现连接的焊接方法。
  钎焊习惯上根据耗材的熔点450摄氏度作为分界线定义软钎焊和硬钎焊,其耗材的熔点也决定了其耐热性能。

  钎焊的优点:

  与其他熔焊焊接方法相比,钎焊过程中母材不熔化,焊接耗材根据其成分和熔化温度的选取有很大的选取范围。
  与其他熔焊焊接方法相比,钎焊过程中的温度低且受热面积大而相对均匀,因此其焊接变形与残余应力均在较低水平。
  与其他熔焊焊接方法相比,钎焊的耗材与母材的相互扩散程度通常在界面数十微米以下进行,一般不涉及到母材的深层结构,也就是说在考虑母材稀释率,焊缝金属偏析等方面相较于熔焊的程度较低。所以钎焊容易应用于异金属之间连接甚至金属与非金属连接,非金属和非金属连接。
  对于结合面形状复杂的焊接接头,钎焊的毛细作用有明显优势。对于一些尺寸很小且精密的电子元件连接工况时,钎焊可能在一定程度上来说是目前最适宜的焊接方法。

  钎焊的缺点:

  通常情况下钎焊焊缝的耐热性能低于母材,见正文钎焊的概述。
  通常情况下钎焊焊缝的强度低于母材,为了弥补强度的不足,通常要增大结合面积,导致耗材消耗量大,且构件整体重量增加。
  受钎焊的原理影响,毛细作用除了要求润湿性以便液态钎焊耗材流动以外,其接头的设计和装配需相当的精确。因为间隙越小则毛细作用越强,但间隙太小则可能导致由于钎焊过程中的热量导致母材体积膨胀将间隙减小至影响气体和钎剂排出,甚至导致宏观上的无间隙造成钎焊无法进行。

  铜焊接钎焊的钎剂:

  钎焊所使用的熔剂称为钎剂。术语熔剂包括钎焊以外的焊接方法如气焊所使用的熔剂,钎剂是专指用于钎焊的熔剂,钎焊熔剂和钎剂两种称谓可指同一事物。
  钎剂主要由基剂,去膜剂和活性剂构成。
  钎剂中的基剂主要决定了钎剂的熔点,熔化后覆盖在焊接金属表面隔离大气防止氧化,同时在熔化后作为其他构成部分的溶剂。如硼化物,等。
  钎剂中的去膜剂作用为清除金属表面的氧化物,金属表面的氧化物是钎焊耗材对母材金属的润湿性影响因素之一,由于氧化物的表面张力低于金属表面张力,则可能出现润湿不良甚至不润湿的现象。所以钎焊应注意清除包括钎焊耗材和母材表面的氧化物,以改善其润湿性。钎剂中的碱金属和碱土金属的氟化物具有溶解金属氧化物的能力,可以通过此能力清除钎焊耗材和母材表面的氧化物同时还具有减小液态钎焊耗材界面张力的作用,进一步提高液态钎焊耗材的润湿性。氟化物包括如氟化钾,氟化钠,氟化铝,氟化钙,等。
  钎剂中的活性剂可以加速氟化物对氧化层的去除作用和改善钎焊耗材铺展。如卤化物氯化锌,氧化物硼酸,等。
  硼砂脱水后形成硼酸和偏硼酸纳。硼酸加热分解后形成的硼酐与金属表面的氧化物形成易熔的硼酸盐以焊渣的形式浮在钎缝表面。偏硼酸纳与硼酸盐继续反应形成低熔点复合物脱离。所以硼砂比硼酸的去氧化物能力更强,但是由于纯硼砂的熔点较高所以一般由硼砂,硼酸,氟化物配合使用以兼顾以上各单独成分的优缺点。

  总结:

  钎剂因具备去除氧化膜和改善耗材铺展的功能而广泛用于如不锈钢,铜镍合金,铝合金,等钎焊焊接。其具体的选用应结合实际工况,并不完全通用。其去除氧化膜的能力以及反应生成物的清除难度和腐蚀性应被考虑。


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