钎焊连接原理
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润湿——液态物体与固态物体接触后相互沾附的现 象。 可分为浸渍润湿、附着润湿和铺展润湿。
当液体处于自由状态，其将力图保持球形！
当液体与固体接触，如果内聚力＞附着力，液体 就不能沾附在固体表面——不润湿！
当液体的附着力大于其内聚力时，液体就能粘附 在固体表面——发生润湿作用。
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。
以上结果也是指在液体与固体没有互相作用条件下得 到的。
6.2.2 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。
（2）钎焊温度——利于润湿。太高，易使钎料流散、 溶蚀或晶粒粗大。
6.1.1 钎焊（Braze Welding）
利用熔点比母材（被钎焊材料）熔点低的填充金属（称为 钎料或焊料），在低于母材熔点、高于钎料熔点的温度下， 利用液态钎料在母材表面润湿、铺展和在母材间隙中填缝， 与母材相互溶解与扩散，而实现零件间的连接的焊接方法。 钎焊是一种古老的焊接方法。
6.1.2钎焊原理
（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。
在实际填缝过程中，液态钎料与固态金属母材间存 在着溶解、扩散作用，致使液态钎料的成分、密度、粘度 和熔点都发生变化。
液态钎料填缝速度是不均匀的，钎料填缝前沿不整 齐、流动路线紊乱将会直接影响钎焊接头质量，形成钎缝 不致密，产生夹气、夹渣等缺陷。这些变化都将影响钎料 的润湿和填缝作用。
6.2.3 影响钎料毛细填缝的因素:
钎料和母材成分、钎焊温度、母材表面氧化物、母材 表面粗糙度、钎剂、间隙、钎料与母材的相互作用。
Contents
§6.3 金属表面氧化膜的去除机制及钎剂的作用
6.3.1 金属表面氧化膜的去除机制
在有氧化膜的金属表面上，液态钎料难与金属发生润湿。因此，分析金 属表面氧化膜的形成并予以去除是钎焊必不可少的工艺过程。 （1）对于纯金属而言 该金属与周围气氛所产的结合产物（膜）的稳定性取决于膜的结构和 存在条件。例如亲氧的金属铝、铍、镁等，它们的表面膜主要是氧化 物。 另一些金属如铜、铁等他们除与氧结合外还与CO2有相当的亲和力， 表面层中常发现有碱式碳酸盐存在。 两性金属如锡。锌等表面通常存在Sn(OH)2或Zn(OH)2等。
第六章 钎焊连接原理
6.1 钎焊连接的基本特征 6.2 液态钎料与固态母材的润湿、铺展及填缝 6.3 金属表面氧化膜的去除机制及钎剂的作用 6.4 液体钎料与固体母材的相互作用 6.5 钎缝的金相组织 6.6 钎料、钎剂及其选用 6.7 钎焊方法与工艺及接头质量控制
§6.1 钎焊连接的原理及基本特征
表面膜的结构决定了膜的致密程度，通常，结晶度 低或者无定形结构的表面摸具有较大的致密度，例如铝表 面的γ-Al2O3，铁表面的Fe3O4都具有低的结晶度和高的 致密度，他们能够保护金属被进一步氧化。
（2）毛细作用（钎料的毛细填隙） 液体在两平行板间隙中，其液面高度会相对于板 外液面自动上升或下降的现象。
θ——润湿角 h ——液面上升的高度
当θ＜90°、 h＞0，液体沿间隙上 升——润湿（酒精温度计）。
当θ＞90°、 h＜0，液体沿间隙下 降——不润湿（水银温度计）。 钎焊时，只有在液态钎料能充分润 湿母材的条件下（液面“上升”），钎 料才能填满钎缝。
但是，钎焊也有它本身的缺点： 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 耐蚀力较差及对装配要求比较高等。
Contents
§6.2 液态钎料与固态母材的润湿、铺展及填 缝
6.2.1 液态金属的填隙原理
液体金属能填充接头间隙，必须具备一定的条件， 此条件就是润湿作用和毛细作用。 （1）润湿作用（液态钎料的润湿性）
6.1.2钎焊原理
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。
6.1.3 钎焊的分类
工程中通常将钎焊按温度分为两类：
（1）硬钎焊
液相温度在4500C以上的钎焊材料用于钎焊 时称为硬钎焊；
（2）软钎焊
4500C以下的钎焊材料用于钎焊时称为软钎 焊。 某些国家将钎焊温度超过900℃而又不使用钎 剂的钎焊方法（如真空钎焊、气体保护钎焊） 称作高温钎焊。
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°。
上述液体与固体相互润湿的前提是他们之间无化学 反 应发生。液体钎料对固态金属的润湿程度可由润湿角 θ 、铺展面积S及润湿系数W来表示：W=Scosθ。
6.1.4 钎焊的特点
（1）钎焊的温度是比较低的（一般远低于母材的 熔点）；
（2）与熔焊相比，钎焊时只有钎料熔化而母材保 持固态；
（3）对母材的物理化学性能没有明显的不利影响；
（4）可对钎件整体均匀加热，引起的应力和变形 小，容易保证焊件的尺寸精度；
（5）由于存在焊件整体加热的可能性，这对微型 机密、形状复杂、开敞性差的焊件结构特别适宜， 甚至可以一次性完成多缝多零件的连接；
（6）钎焊可以容易解决不少异种金属、金属 于非金属材料的连接，如铝-不锈钢、钛-不锈钢、 金属-陶瓷、金属-复合材料等连接；
（7）鉴于钎焊对热源要求较低，工艺过程较 为简单，故极易实现生产过程的自动化，保证了 焊件有更高的可靠性；
（8）钎焊设备简单，生产投资费用少；
为此，钎焊工艺技术在材料连接的工程实际中 得到了越来越广泛的应用。
液体沿间隙“上升”的高度ｈ与间隙大小2r成反比——钎焊 接头设计、装配时应使间隙小！
液体沿间隙“上升”的速度与ｈ成反比——应保证足够的 钎焊温度和保温时间。
Baidu Nhomakorabea
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。
当液体处于自由状态，其将力图保持球形！
当液体与固体接触，如果内聚力＞附着力，液体 就不能沾附在固体表面——不润湿！
当液体的附着力大于其内聚力时，液体就能粘附 在固体表面——发生润湿作用。
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。
以上结果也是指在液体与固体没有互相作用条件下得 到的。
6.2.2 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。
（2）钎焊温度——利于润湿。太高，易使钎料流散、 溶蚀或晶粒粗大。
6.1.1 钎焊（Braze Welding）
利用熔点比母材（被钎焊材料）熔点低的填充金属（称为 钎料或焊料），在低于母材熔点、高于钎料熔点的温度下， 利用液态钎料在母材表面润湿、铺展和在母材间隙中填缝， 与母材相互溶解与扩散，而实现零件间的连接的焊接方法。 钎焊是一种古老的焊接方法。
6.1.2钎焊原理
（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。
在实际填缝过程中，液态钎料与固态金属母材间存 在着溶解、扩散作用，致使液态钎料的成分、密度、粘度 和熔点都发生变化。
液态钎料填缝速度是不均匀的，钎料填缝前沿不整 齐、流动路线紊乱将会直接影响钎焊接头质量，形成钎缝 不致密，产生夹气、夹渣等缺陷。这些变化都将影响钎料 的润湿和填缝作用。
6.2.3 影响钎料毛细填缝的因素:
钎料和母材成分、钎焊温度、母材表面氧化物、母材 表面粗糙度、钎剂、间隙、钎料与母材的相互作用。
Contents
§6.3 金属表面氧化膜的去除机制及钎剂的作用
6.3.1 金属表面氧化膜的去除机制
在有氧化膜的金属表面上，液态钎料难与金属发生润湿。因此，分析金 属表面氧化膜的形成并予以去除是钎焊必不可少的工艺过程。 （1）对于纯金属而言 该金属与周围气氛所产的结合产物（膜）的稳定性取决于膜的结构和 存在条件。例如亲氧的金属铝、铍、镁等，它们的表面膜主要是氧化 物。 另一些金属如铜、铁等他们除与氧结合外还与CO2有相当的亲和力， 表面层中常发现有碱式碳酸盐存在。 两性金属如锡。锌等表面通常存在Sn(OH)2或Zn(OH)2等。
第六章 钎焊连接原理
6.1 钎焊连接的基本特征 6.2 液态钎料与固态母材的润湿、铺展及填缝 6.3 金属表面氧化膜的去除机制及钎剂的作用 6.4 液体钎料与固体母材的相互作用 6.5 钎缝的金相组织 6.6 钎料、钎剂及其选用 6.7 钎焊方法与工艺及接头质量控制
§6.1 钎焊连接的原理及基本特征
表面膜的结构决定了膜的致密程度，通常，结晶度 低或者无定形结构的表面摸具有较大的致密度，例如铝表 面的γ-Al2O3，铁表面的Fe3O4都具有低的结晶度和高的 致密度，他们能够保护金属被进一步氧化。
（2）毛细作用（钎料的毛细填隙） 液体在两平行板间隙中，其液面高度会相对于板 外液面自动上升或下降的现象。
θ——润湿角 h ——液面上升的高度
当θ＜90°、 h＞0，液体沿间隙上 升——润湿（酒精温度计）。
当θ＞90°、 h＜0，液体沿间隙下 降——不润湿（水银温度计）。 钎焊时，只有在液态钎料能充分润 湿母材的条件下（液面“上升”），钎 料才能填满钎缝。
但是，钎焊也有它本身的缺点： 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 耐蚀力较差及对装配要求比较高等。
Contents
§6.2 液态钎料与固态母材的润湿、铺展及填 缝
6.2.1 液态金属的填隙原理
液体金属能填充接头间隙，必须具备一定的条件， 此条件就是润湿作用和毛细作用。 （1）润湿作用（液态钎料的润湿性）
6.1.2钎焊原理
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。
6.1.3 钎焊的分类
工程中通常将钎焊按温度分为两类：
（1）硬钎焊
液相温度在4500C以上的钎焊材料用于钎焊 时称为硬钎焊；
（2）软钎焊
4500C以下的钎焊材料用于钎焊时称为软钎 焊。 某些国家将钎焊温度超过900℃而又不使用钎 剂的钎焊方法（如真空钎焊、气体保护钎焊） 称作高温钎焊。
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°。
上述液体与固体相互润湿的前提是他们之间无化学 反 应发生。液体钎料对固态金属的润湿程度可由润湿角 θ 、铺展面积S及润湿系数W来表示：W=Scosθ。
6.1.4 钎焊的特点
（1）钎焊的温度是比较低的（一般远低于母材的 熔点）；
（2）与熔焊相比，钎焊时只有钎料熔化而母材保 持固态；
（3）对母材的物理化学性能没有明显的不利影响；
（4）可对钎件整体均匀加热，引起的应力和变形 小，容易保证焊件的尺寸精度；
（5）由于存在焊件整体加热的可能性，这对微型 机密、形状复杂、开敞性差的焊件结构特别适宜， 甚至可以一次性完成多缝多零件的连接；
（6）钎焊可以容易解决不少异种金属、金属 于非金属材料的连接，如铝-不锈钢、钛-不锈钢、 金属-陶瓷、金属-复合材料等连接；
（7）鉴于钎焊对热源要求较低，工艺过程较 为简单，故极易实现生产过程的自动化，保证了 焊件有更高的可靠性；
（8）钎焊设备简单，生产投资费用少；
为此，钎焊工艺技术在材料连接的工程实际中 得到了越来越广泛的应用。
液体沿间隙“上升”的高度ｈ与间隙大小2r成反比——钎焊 接头设计、装配时应使间隙小！
液体沿间隙“上升”的速度与ｈ成反比——应保证足够的 钎焊温度和保温时间。
Baidu Nhomakorabea
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。