碳钢低合金钢不锈钢的钎焊特点和原理
4焊接基础知识
（1）产生淬硬组织低合金钢焊接过程中的 一个重要特点是热影响区有较大的淬硬倾向。 影响热影响区淬硬倾向的因素主要是钢材中 的化学成分和焊件焊后的冷却速度。钢种含 碳量和所含合金元素量越高，产生淬硬组织 就越多。 （ 2 ）冷裂纹在低合金钢焊接中，冷裂纹的 产生主要受热影响区淬硬倾向、焊缝中含氢 量的多少和焊件的拘束应力三大因素的影响。
3 、端接焊缝：构成端接接头所形成的焊缝。
4 、塞焊缝：两零件相叠，其中一块开圆孔， 在圆孔中焊接两板所形成的焊缝，只在孔内焊 角焊缝者不称塞焊。 5 、槽焊缝：两板相叠，其中一块开长孔，在 长孔中焊接两板的焊缝，只焊角焊缝者不称槽 焊。
(二)焊缝的形状尺寸 焊缝的形状用一系列几何尺寸来表示， 不同形式的焊缝，其形状参数也不一样。 1.焊缝宽度 焊缝表面与母材的交界处叫焊趾。焊缝 表面两焊趾之间的距离叫焊缝宽度，如图。
3.补充符号
补充符号是为了补充说明焊缝的某些特征而 采用的符号，见表。应用示例见表。
基本符号
基本符号
辅助符号
辅助符号的应用示例
辅助符号的应用示例
补充符号应用示例
(二)符号在图纸上的位置 1.基本要求 完整的焊缝表示方法除了上述基本符号、 辅助符号、补充符号以外，还包括指 引线、焊缝尺寸符号及数据。 指引线一般由带有箭头的指引线 (简称箭 头线 ) 和两条基准线 ( 一条为实线，另 一条为虚线)两部分组成。如图所示。
1.低合金钢的焊接性 低合金钢的焊接性能主要取决于它的化学 成分。屈服点低于 350MPa的低合金结构钢， 钢中合金元素含量较少，其焊接性能较好， 接近于普通低碳钢，在一般情况下，焊接时 不必采取特殊的工艺措施。屈服点高于 350MPa的低合金结构钢，由于钢中加入较多 的合金元素，使其焊接性能变差。这类钢材 焊接时容易出现的主要问题是：
钎焊
1.钎焊的优点：（1）加热温度低于母材的熔点，对母材没有明显的影响。
（2）钎焊温度低，可对焊件整体均与加热，引起的应力和变形小，容易保证焊件的尺寸精度（3）可用于结构复杂，可敞开差的焊件，并可一次完成多缝，多零件的焊接（4）容易实现异种金属，非金属与金属之间的焊接（5）工艺过程简单。
钎焊：借助于液态钎料填满固态母材之间的间隙并相互扩散形成结合的一类连接材料的方法。
，2.缺点：（1）钎焊接头强度一般较低，耐热能力差，（2）较多采用搭接形式，增加了母材消耗和结构的重量。
3.钎焊接头形成过程：钎焊时，钎剂在加热熔化后流入焊件间的间隙，同时熔化的钎剂与母材表面发生物化作用，从而清净母材表面，为钎料填缝创造条件。
随着加热温度的升高，钎料开始熔化并填缝，钎料在排除钎剂残渣并填入焊件间隙的同时熔化的钎料与固态，母材间发生物化作用。
当钎料填满间隙，经过一定时间后保温冷却，完成整个钎焊过程。
4.润湿性的评定：（1）将一定体积的钎料放在母材上，采用相应去膜措施，在规定温度下保持一定时间。
冷却后截取钎料的横截面，测出润湿角θ，以其大小评定润湿性的好坏。
（2）测出钎料铺展面积的大小作为评定的尺度（3）利用T型试件测量钎料流动的距离L，按其长短来评定润湿性。
（4）对表面涂覆钎料的双层板的T型接头，可用流动系数K来表示：K=Vf/V=Asn/Lδ=（1-1/4π）Rn/Lδ=（1-1/4π）n/LδR。
R越大，K越大，润湿性越好。
5.液态钎料与母材的相互作用。
母材——钎料，母材向钎料的适量溶解。
可使钎料成分合金化，有利于提高接头强度，过溶，导致不能填满钎缝间隙，也可能出现溶蚀缺陷，严重时甚至出现溶穿。
溶解量的影响因素：A本质因素：（1）极限溶解度越大，溶解量越大（2）固溶度升高，达饱和时间增大，溶解量下降（3）金属间化合物的形成阻碍了母材向钎料扩散，使溶解速度降低。
B工艺因素：（1）温度影响，温度越高，溶解度越大（2）加热保温时间的影响。
非合金钢、碳钢、合金钢、铸铁、焊接工艺解析
非合金钢，碳钢，合金钢，铸铁，焊接工艺解析Fe-Fe3C相图第一章：非合金钢（碳钢）铁碳合金：是以铁和碳为基本组元组成的合金，是钢和铸铁的统称一、非合金钢:含碳量小于2.11%，并含有少量的锰、硅、磷、硫、等杂志元素的铁碳合金。
碳钢的分类：1、按含碳量分类：2、1）、低碳钢（W c<0.25%）2）、中碳钢（W c =0.25~0.60%）3）、高碳钢（W c >0.60%）2、按质量分类1）普通质量碳钢（W s≥0.045%、W p≥0.045%）2）优质碳钢3）特殊质量碳钢（W s≤0.020%、W p≤0.020%）3、按用途分类1）碳素结构钢2）优质碳素结构钢3）碳素工具钢4）碳素碳钢按脱氧方式不同：●沸腾钢（F）脱氧不完全的钢●镇静钢（Z）完全脱氧的钢●半镇静钢（b）●特殊镇静钢（TZ）通常Z和TZ可省略，如：Q235-A·F表示≥235MPa，质量等级为A级。
脱氧方法为沸腾钢的碳素结构钢。
3普通碳素结构钢的牌号、主要成分、力学性能(摘自GB/T700-1988)●如45钢，表示其平均含碳量（万分数）为0.45%。
●优质碳素结构钢分为普通含锰量（W Mn≤0.7%）和较高含锰=0.7%~1.2%）两类。
含锰量较高的优质碳素结构钢量（WMn在两数字后面加Mn字，脱氧方法表示法同碳素结构钢。
碳素工具钢碳素工具钢含碳量比较高（W C =0.65%~1.35%）,硫、磷杂志含量较少，一般经淬火，低温回火后硬度比较高，耐磨性好，但塑性较低。
主要用于要求不很高的刃具，量具和模具。
碳素工具钢的牌号用<碳>的汉语拼音首字母<T>后加数字组成。
数字表示钢中的平均含碳量的千分数，如T9钢，表示钢种平均含碳量为0.9%的优质碳素工具钢，查表可知，随着钢号的增大，含碳量的增大，钢的硬度和耐磨性也增加，但韧性却降低。
碳素铸钢铸钢的含碳量一般在0.15%~0.6%范围。
钎焊
１、烙铁钎焊(iron 特点：温度低 应用范围 ： 1、适用于钎焊 温度低于300℃的 软钎焊（用锡铅或 铅基钎料） 2、钎焊薄件、 小件需钎剂
２、火焰钎焊(torch brazing ; torch soldering) 特点：简单灵活、应用广泛 应用范围 ：一般应用中性焰或轻微炭化焰/通用气 焊炬或专用钎焊炬（软钎焊也可用喷灯）先加热工件：
松香（天然树脂）类
非(弱)腐蚀性软钎剂的化学活性比较弱、热稳定性尚 好，对母材几乎没有腐蚀性作用，但只有纯松香或加入 少量的机脂类的软钎剂属于非腐蚀性，而加入胺类、有 机卤化物类的软钎剂，称其为弱腐蚀性软钎更为准确。 焊后一般不清洗。
松香是最常用的非腐蚀性软钎剂） 腐蚀性软钎剂由无机酸或（和）无机盐组成。这类 钎剂化学活性强、热稳定性好，能有效地去除母材表 面的氧化物，促进钎料对母材的润湿，可用于黑色金 属和有色金属的钎焊。但残留钎剂对钎焊接头具有强 烈的腐蚀性，钎焊后的残留物必须彻底洗净。
4、波峰钎焊(flow soldering ; wave soldering ; spray soldering)（金属浴钎焊的一种变种，主要用于 钎焊印刷电路板） 单面波峰钎焊
5、电阻钎焊(resistance brazing) （加热极快，生产率高）
6、感应钎焊(induction brazing)（加热迅速，氧化 少，主要钎焊比较小的工件）
二、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
钎焊：钎料温度低于母材温度，焊接时钎料熔化母材不熔化，二者之间是物理结合。
习惯以450度做为划分硬钎焊和软钎焊的界线。
（软、硬）烙铁，感应，炉中（真空）火焰，电阻浸渍，电弧，超声，激光，红外线2.硬钎焊特点：（历史最长、母材不熔化，温度低，变形小，实现异种材料结合，可拆开。
）钎焊属于固相连接，他与熔化焊方法不同，钎焊时母材不熔化，采用比母材熔化温度低的钎料，加热温度采取低于母材固相线而高于钎料液相线的一种连接方法。
当被连接的零件和钎料加热到钎料熔化，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和在母材间隙中润湿、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。
同熔化焊和压力焊方法相比，钎焊具有以下优点：2.1 钎焊加热温度较低，对母材组织和性励影响较小；2.2 钎焊接头平整光滑，外形美观；2.3 焊件变形较小，尤其是采用均匀加热（如炉中钎焊）的钎焊方法，焊件的变形可减小到最低程度，容易保证焊件的尺寸精度；2.4 某些钎焊方法一次可焊成几十条或成百条钎缝，生产率高：2.5 可以实现异种金属或合金、金属与非金属的连接。
但是，钎焊也有他本身的缺点，钎焊接头强度比较低，耐热能力比较差，由于母材与钎料成分相差较大而引起的电化学腐蚀致使耐蚀力较差及装配要求比较高等。
3.被焊材料：金属：Cu，Fe，Al，Ti，Mg等合金金属陶瓷非金属（金刚石，碳纤维）4.钎料与钎剂:4.1 钎料Cu-Zn，CuP，Ag，Al，Cd，Sn，Ni.钎料应用范围硬钎料Cu-Zn基钎料应用最广泛的是H62，可用来钎焊受力大、需要接头塑性铜、镍、钢制零件。
为防止Zn 的挥发，可在H62中加入少量Si；加入少量的锡可提高钎料的铺展性。
CuP钎料是一种应用广泛的空气自钎剂钎料。
常用于铜及铜合金的钎焊。
当Wp=8.38%时,Cut P形成7140C的共晶。
Cu3P脆，故CuP钎料加工性不好。
Ag基钎料银基钎料能润湿很多金属，并具有良好的强度、塑性等综合性能。
钎焊基本知识
钎焊基本知识1.焊接分类熔化焊：焊接过程中母材和填充金属都熔化，二者是化学结合。
如：手工电弧焊，CO2，TIG，MIG，埋弧，MAG，等离子，激光，电子束。
压力焊：焊接时不用焊料，被连接金属间是化学或物理结合。
焊缝窄，影响区域小。
电阻（点、缝）闪光，摩擦，冷压。
钎焊：钎料温度低于母材温度，焊接时钎料熔化母材不熔化，二者之间是物理结合。
习惯以焊接温度450度划分为硬钎焊和软钎焊。
硬钎焊主要有：火焰钎焊、感应钎焊，炉中钎焊，电阻钎焊等。
2.钎焊特点钎焊属于固相连接，它与熔化焊方法不同之处在于：钎焊时母材不熔化，采用比母材熔化温度低的钎料，加热温度采取低于母材固相线而高于钎料液相线（50-100°C）的一种连接方法。
当钎料加热到熔化温度，利用液态钎料在母材表面或者间隙中的润湿作用，毛细流动，与母材相互作用（溶解、扩散或者产生金属间化合物）而实现零部件间的连接。
同熔化焊和压力焊方法相比，钎焊具有以下优点：2.1 钎焊加热温度较低，对母材组织和性能影响较小；2.2 钎焊接头平整光滑，外形美观；2.3 焊件变形较小，尤其是采用均匀加热（如炉中钎焊）的钎焊方法，焊件的变形可减小到最低程度，容易保证焊件的尺寸精度；2.4 某些钎焊方法一次可焊成几十条或成百条钎缝，生产率高；2.5 可以实现异种金属或合金、金属与非金属的连接；但是，钎焊也有他本身的缺点，由于母材与钎料成分得不同，难免会引起接头的电化学腐蚀。
在钎焊大多数材料时，钎焊接头强度与母材不能达到同等强度。
3.被焊材料金属：铜及铜合金，铝合金，钛合金，铁与钢，高温合金，硬质合金等。
非金属（陶瓷，金刚石，石墨）4.钎料与钎剂4.1 钎料主要有以下几种：Cu基，CuP，Ag基，Al基，Ni基，Sn基，Ti基4.2 钎剂钎剂的作用：去除氧化膜、增加钎料的流动性、防止钎料在加热时氧化。
主要由硼砂、硼酸氟化物，氯化物等组成。
5.钎焊方法6.焊前焊后处理6.1 焊前处理：零件表面脱脂：有机溶剂清洗、碱液清洗、超声波清洗。
第1章 钎焊基础知识
第14章 微电子连接技术概述
14.1 集成电路的封装 14.2 微电子器件的连接技术应用 14.3 电路板组装微连接技术 14.4 微电子连接无铅钎焊技术
14.1 集成电路的封装
图14-1 插装型典型封装
14.1 集成电路的封装
图14-2 贴片型集成电路典型封装
14.2 微电子器件的连接技术应用
3.压焊技术
表14-3 各种压焊在微电子器件中的应用情况
4.粘接技术
表14-4 各种粘接技术在微电子器件中的应用情况
14.2.2 梁式引线和面键合技术
1.梁式引线技术 2.面键合技术(倒装芯片连接技术)
1.梁式引线技术
图14-3 梁式引线器件的结构
1) 芯片上无论有多少引线和焊点，均可一次焊接成形，
13.3 常用材料的钎焊
13.3.1 13.3.2 13.3.3 13.3.4
钢及不锈钢的钎焊 铝及其合金的钎焊 铜及其合金的钎焊 铝和铜的钎焊
13.3.1 钢及不锈钢的钎焊
1.碳钢和低合金钢的钎焊 2.不锈钢的钎焊
1.碳钢和低合金钢的钎焊
(1)钎焊特点 钢表面形成的氧化物成分和结构会影响到其钎焊性。 (2)钎料与钎剂 软钎焊时，应用最广的是锡铅钎料。 (3)钎焊工艺 低碳钢和低合金钢可以用各种方法钎焊。
12.4.4 贵金属钎料
1.金基钎料 金与铜能形成无限固溶体，因此按不同比例可以配制成不同熔点的钎料。 金铜钎料由于蒸气压低，合金元素不易挥发，因而特别适合于电真空焊件 的钎焊。Au-17.5Ni金镍钎料是金基钎料中具有代表性的一种。它熔点合适， 蒸气压低，高温强度、塑性和抗氧化性都好，所以在国外航空工业、电子 工业中曾得到广泛的应用。但金镍钎料是稀缺昂贵的合金，目前在航空航 天领域内正在被其他钎料(如5Ag-Cu-Pd、Cu-Mn-Co等钎料)逐步取代。 2.含钯钎料 钯能完全溶于银和镍中形成无限固溶体，含钯钎料对不锈钢和高温合金的 溶蚀性小，适于钎焊薄件。含钯钎料具有良好的润湿性，甚至能润湿轻微 氧化的金属表面。
钎焊
一、什么是钎焊？钎焊是如何分类的？钎焊的接头形式有何特点？钎焊是利用熔点比母材低的金属作为钎料，加热后，钎料熔化，焊件不熔化，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，将焊件牢固的连接在一起。
根据钎料熔点的不同，将钎焊分为软钎焊和硬钎焊。
（1）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)。
（2）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)。
钎焊接头的承载能力与接头连接面大小有关。
因此，钎焊一般采用搭接接头和套件镶接，以弥补钎焊强度的不足。
二、电弧焊的分类有哪些，有什么优点？利用电弧作为热源的熔焊方法，称为电弧焊。
可分为手工电弧焊、埋弧自动焊和气体保护焊等三种。
手工自动焊的最大优点是设备简单，应用灵活、方便，适用面广，可焊接各种焊接位置和直缝、环缝及各种曲线焊缝。
尤其适用于操作不变的场合和短小焊缝的焊接；埋弧自动焊具有生产率高、焊缝质量好、劳动条件好等特点；气体保护焊具有保护效果好、电弧稳定、热量集中等特点。
三、焊条电弧焊时，低碳钢焊接接头的组成、各区域金属的组织与性能有何特点？（1）焊接接头由焊缝金属和热影响区组成。
1）焊缝金属：焊接加热时，焊缝处的温度在液相线以上，母材与填充金属形成共同熔池，冷凝后成为铸态组织。
在冷却过程中，液态金属自熔合区向焊缝的中心方向结晶，形成柱状晶组织。
由于焊条芯及药皮在焊接过程中具有合金化作用，焊缝金属的化学成分往往优于母材，只要焊条和焊接工艺参数选择合理，焊缝金属的强度一般不低于母材强度。
2）热影响区：在焊接过程中，焊缝两侧金属因焊接热作用而产生组织和性能变化的区域。
（2）低碳钢的热影响区分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区。
1）熔合区位于焊缝与基本金属之间，部分金属焙化部分未熔，也称半熔化区。
加热温度约为1 490～1 530°C，此区成分及组织极不均匀，强度下降，塑性很差，是产生裂纹及局部脆性破坏的发源地。
关于不锈钢的钎焊知识
关于不锈钢的钎焊知识不锈钢定义是主要加铬元素使钢处钝化状态，就是具有不锈特性的钢。
不锈钢是主要为Cr-Fe系和Cr-Fe-Ni系三元合金。
铁是基体，铬是主要的合金元素。
为了使钢具有不锈的特性，ω（Cr）必须高于12%。
此时，钢的表面能迅速形成致密的Cr2O3氧化膜，使钢的电极电位和氧化介质中的耐腐蚀性发生突变性提高。
在非氧化介质（HCl、H2SO4）中，其实铬的作用并不明显，除铬外，不锈钢中还须加入能使钢钝化的Ni、Mo等元素，加入合金元素基本上分为两类：一类是形成或者稳定奥氏体的元素：如碳。
镍、锰、氮等，其中碳和氮使用程度最大；另一类是缩小或者封闭γ相即形成铁素体的元素：如铬、硅、钼、钛、铌、铝等。
由于合金元素的不同，不锈钢在温室下呈现不同的组织。
根据其组织不同，不锈钢可分为铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体-铁素体不锈钢和沉淀硬化不锈钢。
在各种类型的不锈钢中奥氏体不锈钢的应用最为广泛，品种也最多。
由于奥氏体不锈钢的Cr、Ni含量较高，因此在氧化性、中性以及弱还原性介质中均具有良好的耐腐蚀性。
奥氏体不锈钢的塑韧性优良，冷热加工性能俱佳，因而广泛应用于建筑装饰、食品工业、医疗器械、纺织印染设备、石油、化工、原子能、航空和航天等工业领域。
为突出对比性，特列出钢碳的相应的物理性能。
碳钢密度与不锈钢差别不大。
电阻率则按碳钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢顺序递增。
奥氏体不锈钢的电阻率可达碳钢的5倍左右。
奥氏体不锈钢的线胀系数比碳钢的约大50%，而马氏体不锈钢和铁素体不锈钢的线胀系数大体上和碳钢的相等。
奥氏体不锈钢的热导率比碳钢的低，仅为其1/3左右。
另二类不锈钢的热导率为碳钢的1/2左右。
不锈钢的钎焊性1.表明氧化膜。
如上所述，不锈钢除含主要合金元素铬外，往往还含镍、锰、钛、钼、铌、铝等元素。
在表面上形成的主要氧化物有Me2O3（Me=Fe、Ni、Cr、Mn、Ti）和MeO·Me”O3（Me’=Fe、Ni、Mn；Me”=Cr、Fe、Ni、Mn、Ti）两大类。
常用金属材料焊接的基础知识培训
防止夹渣的产生，需要在焊接 前清理母材表面，并在焊接过 程中保持合适的电流和电压。
未熔合
未熔合可能是由于电流过小或 焊接速度过快造成的，需要调 整工艺参数。
裂纹
裂纹的产生可能是由于热处理不 当或材料质量问题，需要加强材
料检验和控制热处理工艺。
焊接安全与防护
04
焊接作业安全要求
焊接操作人员需经过专业培训，熟悉焊接设备、工具和工艺流程，掌握安全操作规 程。
铝及铝合金是一种轻质、高强度的金属材料，具有良好的塑 性和导电性。其焊接时需要采用特殊的工艺措施，如采用高 纯度的氩气保护、选择合适的焊接电流和速度等，以避免氧 化和气孔的产生。
铜及铜合金的焊接特性
铜及铜合金是一种导热性好、耐腐蚀性强的金属材料。其焊 接时需要采用特殊的工艺措施，如采用高纯度的氩气保护、 选择合适的焊接电流和速度等，以避免氧化和气孔的产生。
不锈钢材料的焊接特性
不锈钢的分类
不锈钢主要分为奥氏体不锈钢、铁素 体不锈钢和双相不锈钢等。不同类型 的不锈钢具有不同的焊接特性和应用 场景。
不锈钢的焊接工艺
不锈钢的焊接需要采用特殊的工艺措 施，如控制焊接参数、选择合适的焊 接材料等，以避免热影响区的脆化和 裂纹的产生。
有色金属材料的焊接特性
铝及铝合金的焊接特性
焊接质量评估标准
AWS D1.1标准
ASME规范
美国焊接协会制定的钢结构焊接质量评估 标准，适用于钢结构制造和安装过程中的 焊接质量评估。
美国机械工程师协会制定的压力容器和锅 炉建造规范，对焊接质量提出了相应的要 求和评估标准。
GB50205-2001标准
DIN EN 10204标准
中国国家标准《钢结构工程施工质量验收 规范》，规定了钢结构焊接质量的验收标 准和评估方法。
焊接分类及焊接原理
成焊接的方法称为压焊。 • 3）.钎焊 钎焊是硬钎焊和软钎焊的总称。采用比母材金属熔点低的
金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材溶 化温度，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。
焊接分类及焊接原理
• 引言 • 第一节 焊接的基本原理 • 第二节 焊条电弧焊 • 第三节 其它焊接方法 • 第四节 压焊与钎焊 • 第五节 堆焊与热喷涂 • 第六节 常用金属材料的焊接 • 第七节 焊接结构设计 • 参考资料
▪ 引言
• 1、何为焊接？ • 焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，
• (3) 焊条型号
• 由国家标准分别规定各类焊条的型号编制方法。如标准规定碳 钢焊条型号为"E××××"，其中，字母"E"表示焊条；前二位数 字表示熔敷金属抗拉强度的最小值；第三位数字表示焊接位置， "0"及"1"表示焊条适用于全位置（平焊、立焊、横焊、仰焊）焊 接，"2"为平焊及平角焊，"4"表示焊条适用于向下立焊；第三位 和第四位数字组合时表示焊接电流种类及药皮类型。在第四位数 字后附加"R"表示耐吸潮焊条；附加"M"表示耐吸潮和力学性能有 特殊规定的焊条；附加"-1"表示冲击性能有特殊规定的焊条。
• 4. 刚性固定法 采用工装夹具或定位焊固定，此法可显著减小但不 能完全消除焊后残余变形。
• 5. 选择合理的焊接顺序 应尽量使焊缝的纵向和横向都能自由收缩， 避免交叉焊缝处应力过大产生裂纹；采用对称焊接顺序以减小变 形；长焊缝可采用分段退焊法或跳焊法。
不锈钢碳钢复合板焊接标准
附件三：不锈钢-碳钢复合板焊接标准不锈钢复合板焊接标准Bl50 1998《钢制压力容器》规定，凡是新材料、新焊接工艺均应进行焊接工艺评定。
焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能试验为依据，并在产品焊接之前完成。
不锈钢复合板能否通过焊接工艺评定，是不锈钢复合板焊接的关键所在。
目前，不锈钢复合板的焊接工艺评定应按照JB 4708～2000《钢制压力容器焊接工艺评定》附录A(标准的附录)“不锈钢复合钢焊接工艺评定”进行，并遵守该标准正文的有关规定。
不锈钢复合板焊接技术不锈钢复合板是由复层(不锈钢)和基层(碳钢、低合金钢等)复合轧制而成的双金属，由复层保证耐蚀性能，强度主要靠基层获得，这样可以节约大量不锈钢，具有良好的经济价值。
不锈钢复合板由于具有良好的综合性能和价格优势，在石油化工、食品工业等领域得到日益广泛的应用。
不锈钢复合板焊接既不同于不锈钢，也不同于碳钢或低合金钢，而有其特点和难点。
不锈钢复合板的特点不锈钢复合板特点一先进的复合工艺钎焊法复合工艺使不同材质材料之间形成原子结合。
不锈钢复合板特点二屈服强度高纯不锈钢板的屈服强度为;190MPa,铝合金为 90MPa,而复合板的屈服强度为 280MPa以上. 不锈钢复合板特点三耐腐性能好因复合板的表面为不锈钢材质，所以它具有很强的耐腐性能。
不锈钢复合板的焊接工艺评定焊接方法的选择根据复合钢板的材质和厚度，并考虑现场施工，基层选用熔化极CO2气体保护焊，复层焊接选用焊条电弧焊。
CO2气体保护焊具有熔合比较小、生产率高、成本低、焊接变形和应力小、焊缝质量高等优点；焊条电弧焊熔合比较小，灵活性较大，适用范围广。
不锈钢复合板过渡层焊接时主要存在的问题焊缝金属的稀释由于基层碳钢不含合金元素Cr、Ni，所以熔化时对焊缝金属中合金元素Cr、Ni有稀释作用，使焊缝中奥氏体形成元素Cr、Ni含量减少，焊缝金属中会产生马氏体淬硬组织，易产生裂纹，从而恶化接头质量。
因此，焊接过渡层时，应使用含铬、镍量较多的焊接材料，使之即使受到基层的稀释，也不会产生马氏体淬硬组织。
钎焊
钎焊一、钎焊的定义钎焊是通过将零件和钎料加热，使液相线温度比母材固相线温度低的钎料熔化，利用液态针料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互溶解和扩散而实现连接零件的方法。
同熔焊方法相比，钎焊具有以下优点：(1)钎焊接头平整光滑，外形美观。
(2)钎焊加热温度较低，对母材组织和性能的影响较小。
(3)焊件变形较小，尤其是采用均匀加热(如炉中钎焊)的钎焊方法，焊件的变形可减小到最低程度，容易保证焊件的尺寸精度。
(4)某些钎焊方法一次可焊成几十条或成百条钎缝，生产率高。
(5)可以实现异种金属或合金间以及金属与非金属间的连接。
钎焊的缺点：钎焊接头强度比较低、耐热能力比较差、装配要求比较高等。
二、钎焊原理钎焊接头的形成过程是熔态钎料填充接头间隙并同母材发生相互作用，随后钎缝冷却凝固。
为了更好地了解钎焊过程必须弄清熔态钎料的填隙过程及钎料与母材的相互作用。
熔态钎料的填隙原理:由实践得知，为了保证液体钎料填满钎焊接头间隙，钎焊时必须具备两个基本条件：润湿作用和毛细作用。
钎料的润湿作用:润湿是液态物质与固态物质接触后相互黏附的现象。
当液体处于自由状态下，为使其本身处于稳定状态，会力图保持球形表面。
当液体与固体相接触时，内聚力大于附着力，则液体不能黏附在固体表面上；当内聚力小于附着力时，液体就能黏附在固体表面，即发生润湿作用。
熔化的钎料要润湿固体金属表面必须具备两个条件：(1)液态钎料与母材之间应能相互溶解，即两种原子具有良好的亲和力。
通常两种不同金属互溶的程度取决于原子半径及它们在元素周期表中的位置和晶体类型。
一般地，周期表中位置相近，晶格类型相同，它们互溶的比例就大。
此外，还与两者原子之间的半径有关。
(2)钎料与母材表面必须“清洁”，这里的“清洁”是指钎料与母材两者表面没有氧化层。
更不应有污染。
液态钎料与母材间如有一定的互溶度，通常能很好润湿；反之则较难润湿，因此，对合金钎料，各成分与母材的相关系决定了合金钎料与母材润湿的综合效果。
第7章 钎焊
国内钎焊技术的研究现状
国内对铝及其合金的钎焊技术研究的应用，主要针对铝散热器、铝-不
锈钢异种材料、微波器件、铝合金门框等产品。另一个研究和应用领域是
铝-不锈钢复合锅底的钎焊。铝及铝合金钎焊是一种优良的连接技术，但目 前还有很多问题亟待解决。哈焊所研究开发出500℃左右钎焊A1的材料， 目前，正在进行生产试验，一旦解决了批量生产成本问题，市场前景将十
火焰钎焊
火焰钎焊：这种钎焊方法，是用可 燃气体或液体燃料的气化产物与氧 或空气混合燃烧所形成的火焰来进 行钎焊加热的。最常用的是氧乙炔 焰。 火焰钎焊简单灵活，应用很广。它 通用性大，工艺过程较简单，又能 保证必要的钎焊质量，所用设备简 单轻便，又容易自制，燃气来源广， 不依赖电力供应。主要用于以铜基 钎料、银基钎料钎焊碳钢、低合金 钢、不锈钢、铜及铜合金的薄壁和 小型焊件。也用于铝基钎料钎焊铝 及铝合金。
预防再氧化
Prevent Oxidation
减少表面張力
Reduce Surface Tension
形成焊锡面
Create Smooth Surface
去除金属表面氧 化膜使焊锡扩散
覆盖除去氧化膜 的地方进行焊接 防止再氧化
减少焊点的表面张 力与帮助焊点扩散
形成焊点表面的 平滑,防止连焊 等情况
焊锡合金
毛细现象
粉笔吸墨水，墙从地面吸水… …
3、影响钎料润湿性的因素 一）、各项组成对润湿性的影响 钎料和母材成分 一般来说，如果构成钎料和母材的各元素之间可以发生相互作用，形成固 溶体、共晶体或金属间化合物．就会表现出良好的润湿性，反之，润湿性就较 差。 界面张力是材料的本身特性之一，反映材料内部的原子对原子吸引力的强 弱。
含有助焊剂的钎料
碳钢低合金钢不锈钢的钎焊特点和原理
铁素体不锈钢
也是Cr钢，且Cr量较高。基本成分：＜0.25%.13~30%Cr。无NI。含 有少量Mo、TI、Nb等。组织为单数F（或F＋少量M）。牌号0Cr13、 Cr17、Cr28等
所有氧化铁均是多孔和不稳定的，容易被还原性气体所 还原，也容易被钎剂去除，所以低碳钢的钎焊是容易实 现的。
低合金钢钎焊特点
钎焊低合金钢，如合金元素相当低，则金属表面基本上还 是铁的氧化物，但随着合金元素含量的提高，则还可能生 成其他氧化物，在选择钎剂是必须考虑此因素（活性或是 保护气）。
另外，合金钢常在淬火和回火状态下使用，所以还必须考 虑钎焊时发生的退火软化等问题。
脆性很大
引起脆性的主要原因有
原始晶料粗大：F钢铸态组织、晶粒粗大、又不能通过冷热加工过 程中的相变来细化，只能通过压力加工（锻、轧）来碎化。
σ相脆性：按Fe-Cr相图，＞30%Cr 在550~850ºC温度区域长时间停留 会析出σ相。
Ag and Fe不润湿： 对铁的亲和力： Si>Sn> Zn 对银的亲和力：Zn >Si > Sn
材料的可钎焊性
所以常常用含锌的银钎料 来钎焊低碳钢
材料的可钎焊性 如何减薄或防止界面化合物的生成呢？
碳钢钎焊特点
钢钎焊的难易程度首先取决于表面形成的氧化物成分和 结构。焊接时钢表面往往要形成四种铁的氧化物：
材料的可钎焊性 首要因素：材料本身的性质
Cu and Fe Ti and Al
材料的可钎焊性 工艺因素：钎料、钎剂、钎焊方法
电弧钎焊
电弧钎焊电弧钎焊随着近年来带镀层的板材（如镀锌板）在工业中应用增多，镀锌板和铝、镁一同作为最具前景的材料而越来越被人们所重视。
可是镀锌板材如何有效的焊接一直困扰着工程技术人员，因为锌的熔点约为420 ℃ , 挥发温度 908 ℃ , 普通熔焊的高温电弧 ( 约 3000 ～ 4000 ℃ ) 必然促使大量的锌蒸发 , 从而导致各种焊接缺陷 , 并破坏了锌层的抗腐蚀功能。
现在，这些问题已成为过去，这得感谢德国cloos 公司研制的创新技术—— MIG 电弧钎焊,并开发了具有MIG 电弧钎焊焊接专家系统的专用焊机。
MIG 电弧钎焊从某种意义上说也属于熔化极气体保护焊 (MAG )。
它采用低熔点的铜基焊丝代替碳钢焊丝，焊接时热输入量低，母材不会熔化，同时锌的蒸发降致最低，提高了焊缝的抗腐蚀性能（铜基焊缝也耐腐蚀）。
从而确保了镀锌板更好更有效的焊接。
MIG 电弧钎焊在工业实际应用中已取得巨大的成功，许多汽车制造业都越来越多的应用铜基焊丝生产重要部件。
近来， MIG 钎焊还用来焊接非镀层板（如合金钢、非合金钢、不锈钢、铜），同样获得良好的效果。
大量镀锌薄板材用于汽车制造、冷藏箱、建筑业、通风和供热设施以及家具制造等领域。
镀锌成为重要的钢铁防腐方法，不仅仅是因为锌可在钢铁表面形成致密的保护层，还因为锌具有阴极保护效果，当镀锌层破损，它仍能通过阴极保护作用来防止铁质母材腐蚀，这种保护效果可延伸到 1 ～ 2mm 无保护层的区域，因此镀锌可以有效地保护到板材的切口和冷加工造成的微裂纹以及近焊缝的锌烧损区，防止从这里开始生锈。
锌的熔点约为 420 ℃，挥发温度为 908 ℃ , 这不利于焊接，当电弧刚一引燃就挥发了。
锌的挥发和氧化会导致气孔、未熔合及裂纹甚至影响电弧稳定性，因此焊接镀锌板材最好的方法是减少热输入量。
一种可行的方法是用钎焊材料来焊接镀锌板，最常用的这类焊丝是铜硅合金（如 CuSi3 ）和铜铝合金。
由于这些焊丝中铜的含量高，熔点相对降低（大约 1000 ℃～ 1080 ℃，由合金成份决定），这时母材还未熔化，这样的接头实际上是钎焊接头。
碳素结构钢焊接概述
碳素结构钢焊接概述一、低碳钢的焊接1．低碳钢的焊接特点（ 1）低碳钢的含碳量，含其它合金元素较少，因而焊接性好。
几乎适于用各种焊接方法进行焊接，一般不需采用特殊工艺措施即可得到优质的焊接接头。
（ 2）选用填充金属时应考虑母材金属的稀释，应保证接头与母材等强度。
（ 3）当母材含碳量偏高，或母材、焊接材料成分（如S、P）不合格时，焊接时有可能产生热裂纹，应调整焊缝成型系数或采用碱性低氢焊条加以防止。
（ 4）一般不需要预热，但如板厚及构件刚度较大或焊接环境温度较低，仍需考虑预热。
例如焊接母材板厚大于30mm，焊接温度低于－10℃，需要预热100－150℃，如试验时发现焊道下裂纹，还应采用后热处理去除接头中的氢。
（ 5）有的低碳钢，以回火或调质状态供货，应采用碱性低氢焊接材料或低氢焊接工艺焊接这类钢，以使焊缝和热影响区的韧性大致与母材相同，焊接线能量不要太大，预热与层间温度不应过高，以免晶粒过于粗大影响韧性。
有时还用后热处理来恢复塑性、超导韧性。
二、中碳钢的焊接1. 中碳钢的焊接特点中碳钢由于含碳量较高，有较大的淬硬倾向，焊接性比低低碳钢差。
其主要焊接特点是：（1）热影响区易产生低塑性、高硬度的淬硬组织含碳量越高，板厚越大，淬硬倾向越大。
当焊接工件的刚性大，或所选择的焊接材料与工艺规范不当，则易在淬硬区产生冷裂纹。
（2）易产生热裂纹由于母材含碳量较高，焊接时有一部分母材会溶化到焊缝中去，使焊缝增碳，加之硫等杂质的影响，易在焊缝中引起热裂纹，在弧坑处更为敏感。
（3）气孔由于含碳量高，会增加对气孔的敏感性，因此对焊接材料要求脱氧性好，烘干和坡口清理要求严格。
此外，接头的塑性韧性及疲劳强度不高。
2．中碳钢的焊接工艺（1）焊条选用抗冷裂纹和热裂纹能力较强的碱性低氢焊条，如E5 015（结507），E6015－D1（结607）等。
如不要求焊缝与母材等强，则可选强度较低的碱性低氢焊条。
如E4316（结426），E 4315－D1（结427）等。
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所有氧化铁均是多孔和不稳定的，容易被还原性气体所 还原，也容易被钎剂去除，所以低碳钢的钎焊是容易实 现的。
低合金钢钎焊特点
钎焊低合金钢，如合金元素相当低，则金属表面基本上还 是铁的氧化物，但随着合金元素含量的提高，则还可能生 成其他氧化物，在选择钎剂是必须考虑此因素（活性或是 保护气）。
另外，合金钢常在淬火和回火状态下使用，所以还必须考 虑钎焊时发生的退火软化等问题。
表8.2 银铜锌料钎焊的低碳钢接头的强度
钎剂
钎焊碳钢和低合金钢时均需使用钎剂或保护气体。。
当采用锡铅钎料时，可选用氯化锌与氯化铵的混合液作 钎剂或其他专用钎利。这种钎剂的残渣—般都具有很强 的腐蚀性，钎焊后应对接头进行严格清洗。
钎剂
采用铜锌钎料进行硬钎焊时，应选用FB301或FB302钎剂 (参见JB／T6045—92硬钎焊用钎剂，下同)，即硼砂或硼砂 与硼酸的混合物：在火焰钎焊中，还可采用硼酸甲酯与甲 酸的混合液作钎剂，其中起去膜作用的是B2O3蒸汽。
Ag and Fe不润湿： 对铁的亲和力： Si>Sn> Zn 对银的亲和力：Zn >Si > Sn
材料的可钎焊性
所以常常用含锌的银钎料 来钎焊低碳钢
材料的可钎焊性 如何减薄或防止界面化合物的生成呢？
碳钢钎焊特点
钢钎焊的难易程度首先取决于表面形成的氧化物成分和 结构。焊接时钢表面往往要形成四种铁的氧化物：
使用黄铜时，为防止锌的蒸发，采用快速加热方法，如 火焰钎焊、感应钎焊等。黄铜钎料钎焊温度低，钢不会 发生晶粒长大，钎焊接头强度和塑性较好。
钎料
硬钎焊时，主要采用铜基钎料和银基钎料。
采用银基钎料时，主要采用BAg25CuZn、BAg45CuZn、 BAgCuZnCd和BAg50CuZnCd钎料。银基钎料工艺性能好， 钎焊温度比铜基钎料低，在钢表面具有良好的铺展性， 钎焊接头的强度和塑性都很好。
材料的可钎焊性 首要因素：材料本身的性质
Cu and Fe Ti and Al
材料的可钎焊性 工艺因素：钎料、钎剂、钎焊方法
Cu and Fe Mo and W Ti and Al
材料的可钎焊性
合金钎料钎焊时,其组分能否与母材形成化合物,要视其与 母材和钎料基体的亲和力及浓度.
如用Ag-Si、Ag-Sn、 Ag-Zn钎焊低碳钢
其他包括门窗框、输送管、罐、各种类型容器、多孔和 膨胀钢面板、钢隔断和作篷架用的材料等。
各种规格钢制家俱
切割工具和刀子、水压罐、蓄水罐、电子设备、珩磨器 具
不锈钢
所有金属都和大气中的氧气进行反应，在表面形成氧化膜。不幸的 是，在普通碳钢上形成的氧化铁继续进行氧化，使锈蚀不断扩大， 最终形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金属（例如，锌，镍和铬） 进行电镀来保证碳钢表面，但是，正如人们所知道的那样，这种保 护仅是一种薄膜。如果保护层被破坏，下面的钢便开始锈蚀
后处理
钎剂的残渣可以采取化学或机械的方法来清除。有机钎 剂的残渣可用汽油、酒精、丙酮等有机溶剂擦拭或清洗： 氯化锌和氯化铵等强腐蚀性钎剂的残渣，应先在NaOH 水溶液中中和，然后再用热水和冷水清洗；硼酸和硼酸 盐钎剂的残渣不易清除，只能用机械方法或在沸水中长 时间浸煮解决。
应用
在日常生产中碳钢和低合钢钎焊，所括汽车部件、卡车 部件、自行车部件和摩托车部件、雪上汽车部件、山地 交通工具和类似工具。
工艺和设备
钎焊工艺过程:
接头设计
表面准备
装配
加热
冷却
后处理
检验
方法:火焰加热、炉中加热和感应加热
表面准备：钎焊前可采用不同清洗工艺,包括 机械 、 化学 、 电化学 方法
测试工件清洁程度：溶剂擦拭试验、水膜破裂试验
工艺和设备
采用机械或化学方法清理待焊表面，确保氧化膜 和有机物彻底清除。清理后的表面不宜过于粗糙，不 得粘附金属屑粒或其他污物。
当采用银铜锌钎料时，可选择FBl02、FBl03和1FBl04钎剂， 即硼砂、硼酸和某些氟化物的混合物。这种钎剂的残渣具 有一定的腐蚀性，钎焊后应清除干净。
接头设计
钎焊接头应该紧配合，设计要合理。
当使用有机钎剂时，对于大多数钎料，接头间 隙0.05～0.13mm可以得到最好的力学性能
炉中钎焊使用BCu钎料时推荐使用轻压配合。 BNi钎料和BAg钎料的接头间隙应控制在0～ 0.13mm的范围内，取决于合金的类型。
碳钢低合金钢不锈钢的 钎焊特点和原理
材料的钎焊性能
材料在一定钎焊条件下获得优质接头的难易程度.
工艺简单 工艺复杂
好 不好
接头质量好 接头质量差
材料的可钎焊性
原则可钎焊性”和“工艺可钎焊性”。
原则可钎焊性则取决于钎料与母材界面上所进 行的物理与化学过程，材料能否进行钎焊的可 能性
工艺可钎焊由用一定方法得到的牢固的钎焊接 头的可能性来决定；
钎料
在软钎料中，应用最广是锡铅钎料。 锡铅钎料的钎焊温度低，对母材性能不产生有害影响。
但锡铅钎料与钢能形成FeSn金属间化合物，所以要适当 控制钎焊温度及保温时间。
润湿性能越来越好 （密封接头）
钎料
硬钎焊时，主要采用铜基钎料和银基钎料。
纯铜由于熔点高，主要采用保护气体钎焊。钎焊时铁有 溶于铜的倾向，而铜又能向铁晶间渗入，因此钎焊强度 大大提高，注意间隙不易过大（＜0.05mm）。
不锈钢是在空气、各种气氛、水或各种酸、碱、盐的水溶液中具有 化学稳定性而不致氧化生锈或受到腐蚀的钢。工业中分为耐蚀和耐 热两种目的。
不锈钢
不锈钢中常用合金元素：C、Cr、Ni、Mo、Mn、Ti、Si、Nb、N、Cu、 Co、Al等。
C：C是扩大γ相区元素，但不锈钢中，因为C形成K，↓合金度，↓↓ 耐蚀性。若K沿晶界析出，则会产生晶间腐蚀，故不锈钢一般为低C， 只在需要较高强度时，才↑C量。（且低C也具有良好的焊接性和冷 热加工性）