钎焊及扩散焊PPT课件
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钎焊方法及工艺演示幻灯片
9
• (2)接头设计时应注意的几点
①搭接长度，它是保证接头与母材具有相
等承载能力的关键。 搭接长度 L=
a
σ
b
στ
δ
式中：δb——母材的拉接强度(MP a) δ——钎焊接头的拉剪强度(MPa) δ——母材厚度 a——安全参数
10
• 在生产实践中， • 银基、铜基、镍基等强度较高的钎焊的接
头，搭接长度通常取为薄件厚度的2~ 3倍； • 锡铅等软钎料钎焊的接头，可取为薄件厚
应用愈来愈广， • 钎焊钢和铜用的银基钎料和铜基钎料， • 钎焊铝用的铝基钎料等 • 高温场合镍基钎料愈来愈受到人们的重视。
26
• ①铜基钎料
• 铜基钎料由于其经济性好，在钢、合金钢、 铜和铜合金的钎焊方面获得了广泛的应用。 标准GB64l8-93中将铜基钎粉分为铜，铜锌 和铜磷钎料。
• ②银基钎料
24
• 2.4典型钎料简介 • (1)软钎料(熔点低于450*(2的钎料) • ① 锡铅钎料 • 软钎料中应用最广的一种。 • 高锡铅合金含Sn6 1.9％时，即形成熔点为183℃的
共晶。 • 纯锡加入铅后强度提高，在共品成份附近时强度和
硬度最高，但导电率则随铅量增大而降低。 • 锡铅合金中有时加入锑，用以减轻钎料在液态时的
16
• ②接头与载荷关系问题 ． • 接头设计时应避免在载荷作用下接头处发
生应力集中，另外在受撕裂、冲击、振动 等载荷作用时也应特别注意接头设计的合 理性。 • 图9列举了一些实例。
17
图9 受动载或重载荷接头的合理设计或不合理设计（15）
18
• ③开设工艺孔
• 工艺孔是指为满足工艺上的要求而在接头上 开的孔。钎焊时空气受热膨胀空气有可能阻 碍钎料的填隙，也可能使已填满间隙的钎料 重新排列，见图10。
• (2)接头设计时应注意的几点
①搭接长度，它是保证接头与母材具有相
等承载能力的关键。 搭接长度 L=
a
σ
b
στ
δ
式中：δb——母材的拉接强度(MP a) δ——钎焊接头的拉剪强度(MPa) δ——母材厚度 a——安全参数
10
• 在生产实践中， • 银基、铜基、镍基等强度较高的钎焊的接
头，搭接长度通常取为薄件厚度的2~ 3倍； • 锡铅等软钎料钎焊的接头，可取为薄件厚
应用愈来愈广， • 钎焊钢和铜用的银基钎料和铜基钎料， • 钎焊铝用的铝基钎料等 • 高温场合镍基钎料愈来愈受到人们的重视。
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• ①铜基钎料
• 铜基钎料由于其经济性好，在钢、合金钢、 铜和铜合金的钎焊方面获得了广泛的应用。 标准GB64l8-93中将铜基钎粉分为铜，铜锌 和铜磷钎料。
• ②银基钎料
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• 2.4典型钎料简介 • (1)软钎料(熔点低于450*(2的钎料) • ① 锡铅钎料 • 软钎料中应用最广的一种。 • 高锡铅合金含Sn6 1.9％时，即形成熔点为183℃的
共晶。 • 纯锡加入铅后强度提高，在共品成份附近时强度和
硬度最高，但导电率则随铅量增大而降低。 • 锡铅合金中有时加入锑，用以减轻钎料在液态时的
16
• ②接头与载荷关系问题 ． • 接头设计时应避免在载荷作用下接头处发
生应力集中，另外在受撕裂、冲击、振动 等载荷作用时也应特别注意接头设计的合 理性。 • 图9列举了一些实例。
17
图9 受动载或重载荷接头的合理设计或不合理设计（15）
18
• ③开设工艺孔
• 工艺孔是指为满足工艺上的要求而在接头上 开的孔。钎焊时空气受热膨胀空气有可能阻 碍钎料的填隙，也可能使已填满间隙的钎料 重新排列，见图10。
钎焊及扩散焊 ppt课件
5. 钎焊技术具有很高的生产效率，一次 可完成多缝多零件的连接；
不足
1. 接头强度较低，耐热性差； 2. 多用搭接接头，浪费金属，增加结构重量，
易产生应力集中； 3. 焊前准备要求高，特别是表面质量及装配接
头间隙； 4. 个别钎焊工艺方法设备投资大，费用高。
2.1钎料的润湿铺展
1. 钎料的润湿与铺展过程。 润湿是指由固-液相界面来取代固-气相界面，从
液态钎料在毛细作用下的流动速度：
V =σlg a cosθ／4ηh= a(σsg - σsl)／4ηh
cosθ↑,η↓，则V↑; V ∝ 1/h ，刚开始V大，随着h 的增加，而逐渐变慢，所以，为填满间隙，必须有 足够的保温时间。
在实际生产中，绝大部分钎焊过程是毛细钎焊过 程，即钎焊时液态钎料不是单纯地沿固态母材表面 铺展，而是流入并填充接头间隙。间隙通常很小， 类似毛细管。钎料就是依靠毛细作用而在间隙内流 动的。
而使体系的自由能降低的过程。即将液滴置 于固体表面，若液滴和固体界面的变化能使 液-固体系自由能降低，则液滴能很好润湿固 相表面并铺展开。固、液、气之间的界面张 力决定了液态钎料在母材上的润湿与铺展行 为
衡量液体对母材润湿能力的大小，可用液相与固 相接触时的接触夹角θ的大小来表示。
当cosθ为正值时，即0°＜θ＜90°，这时液体能润 湿固体；
常见的有Cd-Zn、Cd-Ag、Cd-Zn-Ag系钎料。 Ag的加入可提高强度，但超过5%Ag使液相线迅速上升，
结晶区间变得很宽，故Ag不宜过高。 Zn的加入可减少液态钎料的氧化，并使熔点下降，钎缝
可电镀。 镉基钎料钎焊铜时，温度过高，时间过长，钎缝界面将
生成脆性的化合物，使性能下降。
硬钎料
2.4 硬钎料 （1）铝基钎料 用途：仅用于钎焊铝及铝合金； 组成：铝及可和铝形成共晶的金属 铝硅共晶、铝硅铜共晶
不足
1. 接头强度较低，耐热性差； 2. 多用搭接接头，浪费金属，增加结构重量，
易产生应力集中； 3. 焊前准备要求高，特别是表面质量及装配接
头间隙； 4. 个别钎焊工艺方法设备投资大，费用高。
2.1钎料的润湿铺展
1. 钎料的润湿与铺展过程。 润湿是指由固-液相界面来取代固-气相界面，从
液态钎料在毛细作用下的流动速度：
V =σlg a cosθ／4ηh= a(σsg - σsl)／4ηh
cosθ↑,η↓，则V↑; V ∝ 1/h ，刚开始V大，随着h 的增加，而逐渐变慢，所以，为填满间隙，必须有 足够的保温时间。
在实际生产中，绝大部分钎焊过程是毛细钎焊过 程，即钎焊时液态钎料不是单纯地沿固态母材表面 铺展，而是流入并填充接头间隙。间隙通常很小， 类似毛细管。钎料就是依靠毛细作用而在间隙内流 动的。
而使体系的自由能降低的过程。即将液滴置 于固体表面，若液滴和固体界面的变化能使 液-固体系自由能降低，则液滴能很好润湿固 相表面并铺展开。固、液、气之间的界面张 力决定了液态钎料在母材上的润湿与铺展行 为
衡量液体对母材润湿能力的大小，可用液相与固 相接触时的接触夹角θ的大小来表示。
当cosθ为正值时，即0°＜θ＜90°，这时液体能润 湿固体；
常见的有Cd-Zn、Cd-Ag、Cd-Zn-Ag系钎料。 Ag的加入可提高强度，但超过5%Ag使液相线迅速上升，
结晶区间变得很宽，故Ag不宜过高。 Zn的加入可减少液态钎料的氧化，并使熔点下降，钎缝
可电镀。 镉基钎料钎焊铜时，温度过高，时间过长，钎缝界面将
生成脆性的化合物，使性能下降。
硬钎料
2.4 硬钎料 （1）铝基钎料 用途：仅用于钎焊铝及铝合金； 组成：铝及可和铝形成共晶的金属 铝硅共晶、铝硅铜共晶
钎焊及扩散焊解析
毛细作用
当将两互相平行 的金属板垂直插 入液态钎料中时, 假设平行金属板 无限大,钎料量无 限多,由于存在毛 细作用,如果钎料 可以润湿金属板, 则会出现图(a)所 示的情形,否则,则 会出现图(b)的情 形。
液态钎料在毛细作用下的流动速度：
V =σlg a cosθ／4ηh= a(σsg - σsl)／4ηh
• Cd基钎料：主要为镉银合金，耐热性、抗腐蚀性 能好。
• Zn基钎料 • Au基软钎料 • 其他低熔点软钎料。包括：
①In（铟）基钎料 ②Bi（铋）基钎料 ③Ga（镓）基钎料 • 无铅软钎料
软钎料
锡铅钎料：共晶成分的机械性能最好；表面张力小， 则润湿性好；铺展、填缝性好。加入Sb（＜3%） 可减少液态钎料的氧化；加入Ag、Sb可提高高温性能。Sn 有冷脆性。钎焊接头工作温度一般不高于100℃。
铅基钎料：纯铅不能润湿Cu、Fe、Al、Ni等金属，常加 入Ag、Sn、Cd、Zn钎焊铜。加入Ag可润湿铜，且使钎料熔 点下降；加入Sn可提高润湿性。焊后接头耐热性提高，可 在150℃以下工作。在潮湿环境下耐湿性差。
镉基钎料：镉基钎料是耐热性最好的一种软钎料，工作 温度可达250℃。
软钎料
常见的有Cd-Zn、Cd-Ag、Cd-Zn-Ag系钎料。 Ag的加入可提高强度，但超过5%Ag使液相线迅速上升，
钎焊过程的分解第3章钎料与源自剂钎料：能与母材金属无限固溶的合金元素可显著减小界面张力， 从而使钎料的润湿性得到明显的提高，比与母材金属形成金属间化合 物的合金元素好。
钎料的分类与编号 钎料可按下列三种方法进行分类。 按熔点：熔点在450℃以下的称为软钎料，高于450℃的称为硬钎 料（难熔钎料），高于950℃的称高温钎料。 按化学成：不论软硬，根据组成钎料的主要金属元素，相应称为 ×基钎料，如Ni基钎料等。 按钎焊工艺性能：自钎性钎料、真空钎料、复合钎料。 钎料按供货要求可制成带、丝、铸条、非晶态箔材、普通箔材、 粉末、环状、膏状、含钎剂芯管材（丝材）、药皮钎料、胶带状钎料 等。
焊接方法种类特点PPT课件
➢ 熔焊焊缝的形成
在高温热源的作用下，填充金属（如焊条）和基体 金属发生局部熔化。熔池 焊缝形成过程示意图 前部（2-1-2区）熔化金属 被电弧吹力吹到熔池后部 （2-3-2区），迅速冷却结 晶。随着热源不断移动， 从而形成连续的致密层状 组织焊缝。
气焊
定义：利用乙炔（物料编号：89042843）与氧
主要焊接方法
1、熔化焊 2、压力焊 3、钎焊
焊接方法（以焊件和填充材料发生结合时的物理状态分类）
熔化焊 (液相)
气焊
手弧焊
电弧焊
埋弧自动焊 气体保护焊
氩弧焊 CO2气体保护焊
电渣焊、等离子焊、电子束焊、激光焊等
电阻焊：点焊、缝焊、对焊(电阻对焊、闪光对焊)
压力焊 摩擦焊 (固相) 感应焊：高频焊、中频焊、爆炸焊、
含少量锑的锡铁合金钎料应用最广泛。
软钎焊所用的钎剂主要有：松香（物料编号： 89014653 ）、 ZnCl2溶液、ZnCl2钎剂膏等（钎剂主要用来清除氧化物，保护 钎焊区，增加润湿性）。
软钎料主要应用于焊接受力不大的常温工作的仪表、 导电元件等。
钢焊条焊接钢材时的焊接电弧
焊接电弧是在电极和 工件间的气体介质中常时间 放电的现象。
电弧引燃时，弧柱中充 满了高温电离气体，发出大 量的光和热。
➢ 手工电弧焊的焊接过程
焊缝附近 基体金属
焊条
焊芯
药皮
电
电
弧
弧
熔化 焊缝
熔 渣 CO2↑ 保护熔池
手工电弧焊焊接 过程示意图
➢手弧焊工艺
（1）选择接头形式和坡口
➢ 焊接过程
如图所示，埋弧焊的焊接过程可概括为：自动送 丝；引弧；焊剂自动下料；焊机匀速运动；电弧在焊剂下 燃烧。
钎焊方法及工艺-PPT
• 2)钎焊性得好坏还表现在钎焊加热温度对工件 材料组织及性能得影响上。
例如,硬铝LYl2得固相线温度相当低,目前还 没有合适得钎料使其在硬钎焊时不发生过烧, 故钎焊性差。
• 3)钎焊性得又一重要标志就是钎料对它得润湿 作用。
• 多数钎料对铜、钢得润湿作用都比较好,对钼、 钨得差。前者钎焊性好,后者钎焊性差。
图6 端面密封接头
图7 管或棒与板得接头形式
图8 线接触钎焊接头
• ②接头与载荷关系问题 、
• 接头设计时应避免在载荷作用下接头处发 生应力集中,另外在受撕裂、冲击、振动等 载荷作用时也应特别注意接头设计头得合理设计或不合理设计(15)
• 塑料就是一种以高分子量合成树脂为主要成份得人 工合成材料(合成树脂就是高分子化合物,也称聚合 物。)
• 生产塑料得原料含有碳,如石油、天然气、木材、 煤、乙烷等,则它属有机化学范畴。在这些物质中 存在不饱合键,如单个分子、单体得乙烯、氯乙烯 等。这些单分子、单体得物质可以通过化学反应形 成多分子(也称大分子)多体物质,如聚乙烯(PE)、聚 氯乙烯(PVC)。由单分子结构得物质(大多为气态或 液态)转变成多分子结构得物质这一过程称为聚合 作用。
• 塑料得结构就是由链状分子构成,或称纤维 状分子。与棉花得网状纤维相类似,就是无 序卷绕状。根据分子链得构造,塑料可分热 塑性塑料、弹性塑料(合成橡胶)与热固性塑 料(图1)。
• 在实际中,人们使用得塑料不就是纯塑料,而就是添 加了些辅助材料,如稳定剂、强化剂与着色剂等。由 此获得特殊性能与降低成本。
• 4、钎焊得质量控制
• 与熔化焊得质量控制一样,钎焊得质量控制越来越被 各个国家所重视,在欧洲已经颁布了许多相关得标准 与规程,包括钎焊接头得检验,钎焊得工艺评定,钎焊 操作人员得培训及考试认证等方面,本节仅将相关标 准及规程列举如下。
钎焊方法PPT课件
NaCl 30 22 22 22.5 -
成分 ％
CaCl2 BaCl2
-
65
48
30
-
48
50
50
77.5 -
-
100
Tm /℃ KCl
TB /℃
5 510 570~900
- 435 485~900
30 550 605~900
0 595 655~900
- 635 665~1300
- 962 1000~1300 第16页/共30页
I 4.44B S f W 1012 (A) Z
由于感应电流具有集肤效应，即焊件表 面的感应电流强度大，而内部较小。这样， 焊件内部的加热只能靠表面向内部的热传导 来实现，从而造成了焊件上温度的不均匀， 而且频率越高，电流强度的分布越不均匀。
所以，对于感应钎焊，选用过高的频率 并不利，一般钎焊时频率为500kHz左右。
第10页/共30页
• 钎剂：膏状或液态
• 钎料：箔状、丝状、粉未状、膏状、或在焊件 上预镀钎料层。
• 特点：加热迅速，氧化少，主要钎焊较小工件
感应钎焊时常使用一些辅助夹具来夹持 和定位焊件，这对于提高生产率和保证钎焊质 量有重要作用。感应钎焊的操作简单，易于实 现自动化，且钎焊第质11页量/共也30页易于保证。
•
烙铁钎焊
•
火焰钎焊
•
电阻钎焊
•
感应钎焊
•
浸沾钎焊
•
炉中钎焊扩散钎焊
•
其它钎焊方法
第1页/共30页
4.1 烙铁钎焊(iron soldering)
利用烙铁头部积聚 的热量来实现钎焊加热。 特点：
温度低 应用范围 ：
钎焊工艺介绍 PPT
9
钎焊焊料—硬钎料
硬钎料由于强度相对较高，可用于钎焊受力构件。硬钎料包括： AI基钎料：用于钎焊铝及铝合金 Ag基钎料：综合性能优良，可以钎焊各种金属，是应用最广的一类硬钎料。 Cu基钎料：
铜钎料：钎焊碳钢、低合金钢。 铜锌钎料：多种钎焊方法焊多种金属。 铜磷钎料：主要用于钎焊铜和铜合金，在电机制造和制冷设备应用广泛。 Ni基钎料：性能优良，可焊多种金属。
通常可采用钎剂、气体介质、机械方法 和物理方法清除。
钎剂既可以防止工件及钎料氧化，又可 以去除其氧化膜，还可以减小表面张力促进 钎料流动，配合钎焊接头的形成。
11
钎焊焊料—钎剂
12
钎焊气体介质及其作用
钎焊中使用的中性气体主要是氩，个别情况下也用氮。 氩是惰性气体，主要是起保护作用，没有直接去除氧化膜的能力。有
合件的尺寸精度、零件的装配定位、钎料的安置、钎焊接头的间隙等工艺 问题。
钎焊接头大多采用搭接形式。 在生产实践中，对采用银基、铜基、镍基等强度较高的钎料钎焊接头， 搭接长度通常取为薄件厚度的2～3倍；对用锡铅等软钎料钎焊接头，可取 为薄件厚度的4～5倍，但不希望搭接长度大于15mm。
5、电阻钎焊(resistance brazing) （加热极快，生产率高）
17
钎焊方法与工艺
6、感应钎焊(induction brazing)（加热迅速，氧化 少，主要钎焊比较小的工件）
18
二、钎焊工艺
钎焊生产工艺包括钎焊前工件表面准备、装配、安置钎料、钎焊、钎 后处理等各工序。
1、钎焊接头设计 设计钎焊接头时，首先应考虑接头的强度，其次还要考虑如何保证组
14
钎焊方法与工艺
２、火焰钎焊(torch brazing ; torch soldering)
钎焊焊料—硬钎料
硬钎料由于强度相对较高，可用于钎焊受力构件。硬钎料包括： AI基钎料：用于钎焊铝及铝合金 Ag基钎料：综合性能优良，可以钎焊各种金属，是应用最广的一类硬钎料。 Cu基钎料：
铜钎料：钎焊碳钢、低合金钢。 铜锌钎料：多种钎焊方法焊多种金属。 铜磷钎料：主要用于钎焊铜和铜合金，在电机制造和制冷设备应用广泛。 Ni基钎料：性能优良，可焊多种金属。
通常可采用钎剂、气体介质、机械方法 和物理方法清除。
钎剂既可以防止工件及钎料氧化，又可 以去除其氧化膜，还可以减小表面张力促进 钎料流动，配合钎焊接头的形成。
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钎焊焊料—钎剂
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钎焊气体介质及其作用
钎焊中使用的中性气体主要是氩，个别情况下也用氮。 氩是惰性气体，主要是起保护作用，没有直接去除氧化膜的能力。有
合件的尺寸精度、零件的装配定位、钎料的安置、钎焊接头的间隙等工艺 问题。
钎焊接头大多采用搭接形式。 在生产实践中，对采用银基、铜基、镍基等强度较高的钎料钎焊接头， 搭接长度通常取为薄件厚度的2～3倍；对用锡铅等软钎料钎焊接头，可取 为薄件厚度的4～5倍，但不希望搭接长度大于15mm。
5、电阻钎焊(resistance brazing) （加热极快，生产率高）
17
钎焊方法与工艺
6、感应钎焊(induction brazing)（加热迅速，氧化 少，主要钎焊比较小的工件）
18
二、钎焊工艺
钎焊生产工艺包括钎焊前工件表面准备、装配、安置钎料、钎焊、钎 后处理等各工序。
1、钎焊接头设计 设计钎焊接头时，首先应考虑接头的强度，其次还要考虑如何保证组
14
钎焊方法与工艺
２、火焰钎焊(torch brazing ; torch soldering)
扩散连接原理ppt课件
瞬时液相扩散连接特点：
• 该方法的表面平备要求不高，其粗糙度为 40um左右。
• 焊接时间短。 • 装备轻，自动化程度高，适合于现场焊接
，也适合于室内焊接。 • 接头质量可靠。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
液相扩散连接大致可分为以下3个阶段：
• 液相的生成。将中间层材料夹紧在焊件间，并加 上一定的焊接压力，在保护气体保护下进行加热 ，直至中间层材料液化和填满间隙。
• 等温凝固过程。当液相形成并填满焊缝间隙后， 进入保温期，它使液固相之间进行充分的扩散。
• 成分均匀化。由等温凝固形成的接头成分很不均 匀，为获得成份和组织均匀化的接头，需要继续 保温扩散来完成。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
适用范围：
• 两母材都具有超塑性； • 可以是只有一边母材具有超塑性； • 或两母材均不具有超塑性时，只要插入具有超塑
性特性的材料作为中间层，就可以实现超塑性连 接。 • 应用领域： 难焊的有色合金之间
• 主要用于：异种金属材料、陶瓷、金属间 化合物、非晶态及单晶合金
• 应用领域：航空航天、仪表及电子、核工 业、能源、化工及机械制造
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
• 该方法的表面平备要求不高，其粗糙度为 40um左右。
• 焊接时间短。 • 装备轻，自动化程度高，适合于现场焊接
，也适合于室内焊接。 • 接头质量可靠。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
液相扩散连接大致可分为以下3个阶段：
• 液相的生成。将中间层材料夹紧在焊件间，并加 上一定的焊接压力，在保护气体保护下进行加热 ，直至中间层材料液化和填满间隙。
• 等温凝固过程。当液相形成并填满焊缝间隙后， 进入保温期，它使液固相之间进行充分的扩散。
• 成分均匀化。由等温凝固形成的接头成分很不均 匀，为获得成份和组织均匀化的接头，需要继续 保温扩散来完成。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
适用范围：
• 两母材都具有超塑性； • 可以是只有一边母材具有超塑性； • 或两母材均不具有超塑性时，只要插入具有超塑
性特性的材料作为中间层，就可以实现超塑性连 接。 • 应用领域： 难焊的有色合金之间
• 主要用于：异种金属材料、陶瓷、金属间 化合物、非晶态及单晶合金
• 应用领域：航空航天、仪表及电子、核工 业、能源、化工及机械制造
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
第2章--钎焊原理PPT课件
§2.2.1 液态钎料在垂直放置的平行间隙中的填缝
当将两互相平行的金属 板垂直插入液态钎料中 时,假设平行金属板无 限大,钎料量无限多,由 于存在毛细作用,如果 钎料可以润湿金属板, 则会出现图(a)所示的 情形,否则,则会出现图 (b)的情形。
-
6
• 液态钎料在水平位置的平行间隙中的填缝长度为：
钎料中添加表面活性物质时，可明显减少液态钎料的表面 张力，改善钎料对母材的润湿性。
2、金属表面氧化物的影响（表面张力值很低）
3、钎剂的影响
4、母材表面粗糙度的影响（当钎料与母材的相互作用弱 时，影响大，作用大时，影响小）
5、温度的影响（液体的表面张力随着温度升高而降低）
-
5Hale Waihona Puke §2.2 液态钎料的填缝-
19
• 气体钎剂
•
特殊活性气体（气体钎剂）加至中性或活性气体炉
中钎焊。
• 固态化合物热分解
• ～800℃完全分解)
NH4F → NH3 + HF
•
NH4BF4 → NH3 + HF + BF3
(850～950℃完全分解)
• ～900℃完全分解）
KBF4 → KF + BF3
•
气态
2NH3 → N2 + 3H2
去膜机理： 1. 降低氧分压，导致氧化物分解；但真空度需
极高，很难达到。
-
16
2. 加热过程中金属氧化物挥发而去除；如在105Torr的真空度下，MoO3在600℃，W2O在
800℃，NiO 在1070℃，V2O5和MoO2在1000～1200℃蒸发
。 3. 母材或组分发生挥发，破坏并排除了氧化膜；
-
当将两互相平行的金属 板垂直插入液态钎料中 时,假设平行金属板无 限大,钎料量无限多,由 于存在毛细作用,如果 钎料可以润湿金属板, 则会出现图(a)所示的 情形,否则,则会出现图 (b)的情形。
-
6
• 液态钎料在水平位置的平行间隙中的填缝长度为：
钎料中添加表面活性物质时，可明显减少液态钎料的表面 张力，改善钎料对母材的润湿性。
2、金属表面氧化物的影响（表面张力值很低）
3、钎剂的影响
4、母材表面粗糙度的影响（当钎料与母材的相互作用弱 时，影响大，作用大时，影响小）
5、温度的影响（液体的表面张力随着温度升高而降低）
-
5Hale Waihona Puke §2.2 液态钎料的填缝-
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• 气体钎剂
•
特殊活性气体（气体钎剂）加至中性或活性气体炉
中钎焊。
• 固态化合物热分解
• ～800℃完全分解)
NH4F → NH3 + HF
•
NH4BF4 → NH3 + HF + BF3
(850～950℃完全分解)
• ～900℃完全分解）
KBF4 → KF + BF3
•
气态
2NH3 → N2 + 3H2
去膜机理： 1. 降低氧分压，导致氧化物分解；但真空度需
极高，很难达到。
-
16
2. 加热过程中金属氧化物挥发而去除；如在105Torr的真空度下，MoO3在600℃，W2O在
800℃，NiO 在1070℃，V2O5和MoO2在1000～1200℃蒸发
。 3. 母材或组分发生挥发，破坏并排除了氧化膜；
-
钎焊工艺(讲义)
钎焊的分类
硬钎焊 软钎焊
钎剂
基质 去膜剂 界面活性剂
熔析与熔蚀
钎焊时钎缝往往并不光滑， 有时在钎料的流入端留下一 个剩余的钎料瘤，有时针会 留下一下凹坑，前者称为熔 析后者称为熔蚀
焊接种类
无钎剂钎焊
Nocolok钎焊
影响铝钎焊产品外观不干净 铝材中镁的含量过多 外来的污染 钎剂的附着量太多
汽车空调与散热器基础知识
钎焊工艺
钎焊定义
钎焊与熔焊方法不同，常规钎焊是采用比 母材熔化温度低的钎料，操作温度采取低 于母材固相线而高于钎料液相线的一种焊 接技术。钎焊时钎料熔化为液态而母材保 持为固态，液态钎料在母材的间隙中或表 面上润湿、毛细流动、填充、铺展、与母 材相互作用（溶解，扩散或产生金属间化 物）、冷却凝固成牢固的接头，从而将母 材联结在一起。
生产工艺控制要点
清洗 浸钎剂 组芯 炉前专检 喷淋与手工涂钎 剂 干燥后专检 手工钎焊 检漏 总装 包装
铝基复合材料钎焊与扩散焊
钎料选择
根据铝基复合材料的成分和性 能要求，选择合适的钎料，如 铝硅、铝铜等钎料合金。
加热方式
采用合适的加热方式，如火焰 、电阻、激光等，确保钎料均 匀熔化并充分润湿母材。
冷却与后处理
控制冷却速度，使接头组织细密 、均匀；进行必要的后处理，如
清除残余钎料、修整接头等。
钎焊过程中的问题与解决方案
01
铝基复合材料钎焊与扩散焊
• 铝基复合材料概述 • 铝基复合材料的钎焊技术 • 铝基复合材料的扩散焊技术 • 铝基复合材料钎焊与扩散焊的比较 • 铝基复合材料钎焊与扩散焊的未来
发展
01
铝基复合材料概述
铝基复合材料的定义与特点
定义
铝基复合材料是一种由两种或两 种以上材料组成的新型材料，其 中铝是基体，其他材料作为增强 相。
04
铝基复合材料钎焊与扩散焊的比 较
工艺特点比较
铝基复合材料钎焊 铝基复合材料扩散焊
应用领域比较
铝基复合材料钎焊的应用领域
铝基复合材料扩散焊的应用领域
优缺点比较
01
02
03
04
铝基复合材料钎焊的优 点
铝基复合材料钎焊的缺 点
铝基复合材料扩散焊的 优点
铝基复合材料扩散焊的 缺点
05
铝基复合材料钎焊与扩散焊的未 来发展
工艺技术的改进与创新
焊接工艺的优化
通过改进焊接工艺参数、优化焊接流 程等方式，提高铝基复合材料的焊接 质量和效率，如采用激光焊接、超声 波焊接等新型焊接技术。
新型连接方法的探索
为了满足铝基复合材料的特殊要求， 需要研究新型的连接方法，如冷压连 接、摩擦连接等，以提高连接强度和 可靠性。
环保与可持续发展
新材料的研究与应用
根据铝基复合材料的成分和性 能要求，选择合适的钎料，如 铝硅、铝铜等钎料合金。
加热方式
采用合适的加热方式，如火焰 、电阻、激光等，确保钎料均 匀熔化并充分润湿母材。
冷却与后处理
控制冷却速度，使接头组织细密 、均匀；进行必要的后处理，如
清除残余钎料、修整接头等。
钎焊过程中的问题与解决方案
01
铝基复合材料钎焊与扩散焊
• 铝基复合材料概述 • 铝基复合材料的钎焊技术 • 铝基复合材料的扩散焊技术 • 铝基复合材料钎焊与扩散焊的比较 • 铝基复合材料钎焊与扩散焊的未来
发展
01
铝基复合材料概述
铝基复合材料的定义与特点
定义
铝基复合材料是一种由两种或两 种以上材料组成的新型材料，其 中铝是基体，其他材料作为增强 相。
04
铝基复合材料钎焊与扩散焊的比 较
工艺特点比较
铝基复合材料钎焊 铝基复合材料扩散焊
应用领域比较
铝基复合材料钎焊的应用领域
铝基复合材料扩散焊的应用领域
优缺点比较
01
02
03
04
铝基复合材料钎焊的优 点
铝基复合材料钎焊的缺 点
铝基复合材料扩散焊的 优点
铝基复合材料扩散焊的 缺点
05
铝基复合材料钎焊与扩散焊的未 来发展
工艺技术的改进与创新
焊接工艺的优化
通过改进焊接工艺参数、优化焊接流 程等方式，提高铝基复合材料的焊接 质量和效率，如采用激光焊接、超声 波焊接等新型焊接技术。
新型连接方法的探索
为了满足铝基复合材料的特殊要求， 需要研究新型的连接方法，如冷压连 接、摩擦连接等，以提高连接强度和 可靠性。
环保与可持续发展
新材料的研究与应用
焊接方法压焊精简扩散焊摩擦焊PPT课件
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中间层选择
▪ 结晶化学性能差别较大的两种材料连接时，极 易在接触界面生成脆性金属间化合物。 措施：选择中间层，使中间层金属与两侧材料 都能较好的结合，生成固溶体，则实现良好的 连接。
▪ 两种材料的热膨胀系数差别大，在接头区域极 易产生很大的内应力。 措施：用软的中间层（甚至几个中间层）过渡, 缓和接头的内应力
第6页/共18页
中间层选择原则
▪ 1）容易塑性变形，熔点比母材低。 ▪ 2）物理化学性能与母材的差异比被连接材
料之间的差异小。 ▪ 3）不与母材产生不良的冶金反应，如不产
生脆性相或不希望出现的共晶相。 ▪ 4）不引起接头的电化学腐蚀。
第7页/共18页
扩散连接的特点
▪ 1）接合区域无凝固(铸造)组织，不生成气孔、宏观 裂纹等熔焊时的缺陷。
▪ 2）同种材料接合时，可获得与母材性能相同的接 头，几乎不存在残余应力。
▪ 3）可以实现难焊材料的连接。塑性差或熔点高的同 种材料、互相不溶解或在熔焊时会产生脆性金属 间化合物的异种材料（包括金属与陶瓷），扩散 连接是可靠的连接方法之一。
▪ 4）精度高，变形小，精密接合。 ▪ 5）可以进行大面积板及圆柱的连接。 ▪ 6）采用中间层可减少残余应力。
第8页/共18页
扩散连接的缺点
▪ 1）无法进行连续式批量生产。 ▪ 2）时间长，成本高。 ▪ 3）接合表面要求严格。 ▪ 4）设备一次性投资较大，且连接工件的尺
寸受到设备的限制。
第9页/共18页
摩擦焊
▪ 利用焊件相对摩擦运 动产生的热量，使连 接端部达到热塑性状 态---然后迅速顶锻， 破碎界面氧化膜--并通过界面元素扩散 及再结晶冶金反应实 现可靠连接的一种压 力焊方法。
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中间层选择
▪ 结晶化学性能差别较大的两种材料连接时，极 易在接触界面生成脆性金属间化合物。 措施：选择中间层，使中间层金属与两侧材料 都能较好的结合，生成固溶体，则实现良好的 连接。
▪ 两种材料的热膨胀系数差别大，在接头区域极 易产生很大的内应力。 措施：用软的中间层（甚至几个中间层）过渡, 缓和接头的内应力
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中间层选择原则
▪ 1）容易塑性变形，熔点比母材低。 ▪ 2）物理化学性能与母材的差异比被连接材
料之间的差异小。 ▪ 3）不与母材产生不良的冶金反应，如不产
生脆性相或不希望出现的共晶相。 ▪ 4）不引起接头的电化学腐蚀。
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扩散连接的特点
▪ 1）接合区域无凝固(铸造)组织，不生成气孔、宏观 裂纹等熔焊时的缺陷。
▪ 2）同种材料接合时，可获得与母材性能相同的接 头，几乎不存在残余应力。
▪ 3）可以实现难焊材料的连接。塑性差或熔点高的同 种材料、互相不溶解或在熔焊时会产生脆性金属 间化合物的异种材料（包括金属与陶瓷），扩散 连接是可靠的连接方法之一。
▪ 4）精度高，变形小，精密接合。 ▪ 5）可以进行大面积板及圆柱的连接。 ▪ 6）采用中间层可减少残余应力。
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扩散连接的缺点
▪ 1）无法进行连续式批量生产。 ▪ 2）时间长，成本高。 ▪ 3）接合表面要求严格。 ▪ 4）设备一次性投资较大，且连接工件的尺
寸受到设备的限制。
第9页/共18页
摩擦焊
▪ 利用焊件相对摩擦运 动产生的热量，使连 接端部达到热塑性状 态---然后迅速顶锻， 破碎界面氧化膜--并通过界面元素扩散 及再结晶冶金反应实 现可靠连接的一种压 力焊方法。
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溶解作用对钎焊的影响：
利——“清理”作用、合金化
弊——化合物（脆）、填缝性变差、熔蚀
⑵钎料组分向母材的扩散
钎料与母材的相互作用可以形成下列组织：
固溶体 化合物 共晶体.
11
钎焊过程的分解
.
12
第3章钎料与钎剂
钎料：能与母材金属无限固溶的合金元素 可显著减小界面张力，从而使钎料的润湿性 得到明显的提高，比与母材金属形成金属间 化合物的合金元素好。
在实际生产中，绝大部分钎焊过程是毛细钎焊过 程，即钎焊时液态钎料不是单纯地沿固态母材表面 铺展，而是流入并填充接头间隙。间隙通常很小， 类似毛细管。钎料就是依靠毛细作用而在间隙内流 动的。
.
9
影响钎料润湿作用的因素：
①钎料和母材成分——如二者在液态和固态下均 无物理化学作用，则润湿作用差。如液态钎料与 母材相互溶解或形成化合物，则润湿较好。 可 通过第三者的作用来改善润湿作用。
原理：钎焊是利用液态钎料在母材表面润湿、 铺展与母材相互溶解和扩散以及在母材间隙中润 湿、毛细流动、填缝与母材相互溶解和扩散而实 现零件间的连接的。
.
3
特点
1. 钎料熔点低于母材，钎焊时母材不熔 化；
2. 钎料与母材的成分有很大差别；
3. 熔化的钎料靠润湿和毛细作用吸入并 保持在母材间隙内；
4. 依靠液态钎料与固体母材的相互扩散 而形成冶金结合；
.
18
硬钎料
（2）银基钎料 1.真空钎焊用钎料 2.银铜锌钎料 3.银铜锌镉钎料 4.银铜锌锡钎料
用途广泛的硬钎料： 低碳钢、结构钢、不锈钢、高温合金、铜及铜合金 ； 难 熔金属、陶瓷等；导电、导热性能良好、耐介质腐蚀；
问题： 价格高，低银钎料的研制，. 如何降低熔点，如何避免脆 19
行金属板无限
大,钎料量无限
多,由于存在毛
细作用,如果钎
料可以润湿金
属板,则会出现
图(a)所示的情
.
8
液态钎料在毛细作用下的流动速度：
V =σlg a cosθ／4ηh= a(σsg - σsl)／4ηh
cosθ↑,η↓，则V↑; V ∝ 1/h ，刚开始V大，随着h 的增加，而逐渐变慢，所以，为填满间隙，必须有 足够的保温时间。
锡铅钎料：共晶成分的
机械性能最好；表面张
力小，则润湿性好；铺
展、填缝性好。加入Sb
（＜3%）
可减
少液态钎料的. 氧化；加 16
软钎料
常见的有Cd-Zn、Cd-Ag、Cd-Zn-Ag系钎料。 Ag的加入可提高强度，但超过5%Ag使液相线迅速上升，
结晶区间变得很宽，故Ag不宜过高。 Zn的加入可减少液态钎料的氧化，并使熔点下降，钎缝
可电镀。 镉基钎料钎焊铜时，温度过高，时间过长，钎缝界面将
生成脆性的化合物，使性能下降。
.
17
硬钎料
2.4 硬钎料 （1）铝基钎料 用途：仅用于钎焊铝及铝合金； 组成：铝及可和铝形成共晶的金属 铝硅共晶、铝硅铜共晶
牌号
名称
合金成分 wt%
Al
Si
Cu
Zn
BAl88Si
BAl67Cu Si BAl86SiC u
HL403
铝硅钎料 铝硅铜1号 铝硅铜2号 铝硅铜锌
余量 12±1
~
~
余量 5.5~6.5 27~29
~
余量 9.3~10.7 3.3~4.7 ~ 余量 10±1 4±0.7 10±1
Tm °C
577~582 525~535 520~585 516~560
σbf MPa
147~157 脆性大 245~294 245~294
②钎焊温度——利于润湿。太高，易使钎料流散、 溶蚀或晶粒粗大。
③表面氧化物——妨碍润湿。
④母材表面状态——粗些好。
⑤钎剂——适当的钎剂有. 良好作用。
10
2.2钎料与母材的相互作用
钎焊时，熔化的钎料在毛细填缝过程中往往还 会与母材发生相互物理化学作用。这些作用可以 归结为两个方面：
⑴母材向钎料的溶解
5. 钎焊技术具有很高的生产效率，一次
可完成多缝多零件. 的连接；
4
不足
1. 接头强度较低，耐热性差； 2. 多用搭接接头，浪费金属，增加结构重量，
易产生应力集中； 3. 焊前准备要求高，特别是表面质量及装配接
头间隙； 4. 个别钎焊工艺方法设备投资大，费用高。
.
52.1钎料的润湿铺展 Nhomakorabea1. 钎料的润湿与铺展过程。
.
14
软钎料
• Sn基及Pb基软钎料：对铜等多种金属均具有良好 的润湿和铺展能力，在电子工业中应用最广泛。
• Cd基钎料：主要为镉银合金，耐热性、抗腐蚀性 能好。
• Zn基钎料
• Au基软钎料
• 其他低熔点软钎料。包括：
①In（铟）基钎料 ②Bi（铋）基钎料
③Ga（镓）基钎料
• 无铅软钎料
.
15
软钎料
润湿是指由固-液相界面来取代固-气相界面，从 而使体系的自由能降低的过程。即将液滴置 于固体表面，若液滴和固体界面的变化能使 液-固体系自由能降低，则液滴能很好润湿固 相表面并铺展开。固、液、气之间的界面张 力决定了液态钎料在母材上的润湿与铺展行 为
衡量液体对母材润湿能力的大小，可用液相与固 相接触时的接触夹角θ的大小来表示。
钎料的分类与编号
钎料可按下列三种方法进行分类。
按熔点：熔点在450℃以下的称为软钎料，
高于450℃的称为硬钎料（难熔钎料），高于
.
13
钎料型号表示方法
由于历史原因，钎料的编号方法很多，主要有： ⑴国家标准GB／T6028-1995用型号表示， S表示软钎料，B 表示硬钎料如：S-Sn60Pb40Sb、BAg72Cu ⑵ 原机械工业部《焊接材料产品样本》（1997）用牌号表 示如HL1×× （焊料1×× ）（表9-1）
钎焊及扩散焊
.
1
1.绪论
我国早在青铜器时代已经出现了采用钎焊进行 连接的物件；1637年明代宋应星所著《天工开物》 中有“中华小钎用白铜末，大钎则竭力挥锤而强 合之”的记载； （小钎即钎焊，大钎为锻焊）。
.
2
1.1 钎焊及其特点
定义：钎焊是采用（或过程中自动生成）比母 材熔化温度低的钎料，采取低于母材固相线而高 于钎料液相线的焊接温度，通过熔化的钎料将母 材连接在一起的焊接技术。
.
6
当cosθ为正值时，即0°＜θ＜90°，这时液体能润湿 固体；
当cosθ为负值时，即90°＜θ＜180°，这时可认为液 体不能润湿固体。
θ=0表示液体完全润湿固体；θ=180°表示完全不润 湿。钎焊时，钎料的润湿角应小于20°。
.
7
毛细作用
• 当将两互相平
行的金属板垂
直插入液态钎
料中时,假设平