钎焊方法及工艺

• 焊接与硬钎焊温度分布的比较：
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• 1.2 钎焊基本原理 • 钎焊的生产过程: 如钎焊前准备、零件装配和
固定、钎焊、钎焊后清理及质量检验等。 • 其中钎焊过程应包括熔态钎料的填充过程及钎
料与母材的相互作用。 (1)熔态钎料的填充过程： 能实现这一过程的必要条件：
钎料的润湿和毛细作用。 影响钎料润湿作用的主要因素：
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• 1.4典型钎焊方法介绍 • 图2 常用钎焊方法
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• 1.6钎焊接头设计 • (1)设计原则： • ①首先考虑接头强度 • ②其次还要考虑组合件的尺寸精度 • 零件的装配定位； • 钎料的安置； • 接头间隙等。
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• (2)接头设计时应注意的几点
2、钎焊材料
• 2.1对钎焊材料的基本要求
a) 合适的熔化温度范围，一般比母材的熔化 温度低；
b) 在钎焊温度下具有良好的润湿作用，能充 填充接头间隙；
c) 与母材的物理、化学作用应保证它们之问 形成牢固的结合；
d) 成份稳定尽可能减少钎焊温度下元素的损 耗：少含或不含稀有金属和贵重金属；
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e) 能满足钎焊接头物理、化学及力学性能等
度的4~5倍，但不希望搭接长度大于是 15mm。因为此时钎料很难填满间隙，往往 形成大量缺陷。 • 由于工件的形状不同，搭接接头的具体形 式各不相同。
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图3 平板钎焊接头形式
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图4 管件钎焊接头形式
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图5 T型和斜角钎焊接头
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图6 端面密封接头
图7 管或棒与板的接头形式
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图8 线接触钎焊接头
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• 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。
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图9 受动载或重载荷接头的合理设计或不合理设计（15）
1、钎焊方法及工艺
IWE-3/1.22-23
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• 1.1 钎焊 • 钎焊与熔化焊不同，它是采用液相线温度
比母材固相线温度低的金属材料作钎料， 将母材和钎料加热到钎料熔化，利用液态 钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材溶 解和扩散而实现连接母材的方法。 • 钎焊是一种用于材料连接或材料涂层的热 连接方法，在连接处是通过钎料的熔化或 接触而的扩散作用实现焊接，母材没有达 到熔化温度。
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
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• 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
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• 每种钎料应具有与母材相关的两个特性：
1)钎料的熔点应低于母材的熔点，
2)钎料在母材上必须浸润，也就是说，钎料 和母材之问的分界面间隙通过扩散实现合 金化。
• 工作温度是指在钎焊位置钎料浸润时的条 件下最低的表面温度。
<450℃
>450℃
>900℃
软钎焊
硬钎焊
高温钎焊
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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
氧化程度，并提高接头的热稳定性。含锑一般控制 在3％以下，以免钎料发脆。若加入银可使晶粒细 化并提高耐腐蚀性。 • 锡铅钎料工作温度不能太高，当温度高于100％时； 强度急剧下降，含锡高的锡铅料在低温下有冷脆性。 锡铅焊料已纳入国家(GB3131-88)。
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• 2.3 钎料型号(牌号)表示方法 • (1)相关标准及规定 • （P8/12）
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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
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• (2)硬钎料 • 硬钎料由于强度高，可用于钎焊受力构件，
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
钎料和母材组成； 钎焊湿度： 母材表面氧化物；母材表面粗糙度； 钎剂。
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(2)钎料与母材的相互作用。 这种作用可归为两种：
一种是固态母材向液态钎料的溶解； 另一种是液态钎料向母材的扩散。 这些相互作用对钎焊接头性能影响很大。
• 1.3钎焊方法分类 • 根据所使用的热源来命名及分类，
见表1。
的。 • 间隙过小，钎料流入困难，在钎缝内形成
夹渣或未钎透，导致接头强度下降： • 间隙过大，毛细作用减弱，钎料能填满间
隙，也会使接头的致密性变坏，强度下降。
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• (3)钎焊接头质量检验 • ①钎焊接头缺陷
a、 填隙不良、部分间隙未被填满； b、 钎缝气孔 ； c、 钎缝夹渣； d、 钎缝开裂 ； e、 母材开裂； f、 钎料流失； g、 母材被溶蚀。 • ②接头检验方法 a、 外观检查； b、 表面缺陷检查； c、 内部缺陷检查：包括X射线和，γ射 线、超声波和致密钎焊性方法检及工验艺 。
要求。
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• 2.2钎料的分类 （重点） • 两大类：
软钎料 (易熔钎料，熔点低于450℃)； 硬钎料 (难熔钎料，熔点高于450℃) 。 • 软钎料主要包括：
铋基、铟基、．锡基、镉基、锌基和铅 基等钎料。 • 硬钎料主要包括：
铝基、银基、铜基、锰基、镍基、金基、 钯基、镁基、钼基和钛基等钎料。
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• 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。
图l0 开设工钎焊艺方孔法示及工意艺图
• ④接头间隙 • 间隙的大小在很大程度上影响钎焊接头强
度和钎缝的致密性。 • 由于钎焊是靠毛细力作用使钎料填满间隙