钎焊工艺及设备1

铜2）、黄铜1）低碳钢、蒙乃尔合金、 中碳钢3）
燃气干燥 3 （增碳）
40 ℃ 15~16 73~75 10~11
BCu，Bag1） RBCuZn，BCuP
铜2）、黄铜1）低碳钢、蒙乃尔合金、 中碳钢3）。中和高碳钢，蒙乃尔合 金和镍合金
4 分解氨
40 ℃
75 25
BCu，Bag1） RBCuZn1），BCuP
BAg
黄铜
专用于气氛类号 1 ～ 7 气体共同使用
铜2）、黄铜1）低碳钢、蒙乃尔合金、
BAg，BCuPRBCuZn、 中碳钢3）。中和高碳钢，蒙乃尔合 专用工件清洁/气体
BCu，BNi
金和镍合金，含铬合金4），钛锆和铅 提纯
10 真空 真空>266 Pa
BCuP，BAg
铜
10A 真空 66.5~266 Pa 10B 真空 0.133~66.5 Pa
锌基
银基
钛和钛合金
钛基
0.05 ～ 0.20 0.03 ～ 0.15 0.05 ～ 0.20 0.05 ～ 0.20
0.10 ～ 0.25 0.10 ～ 0.30
0.05 ～ 0.10 0.05 ～ 0.15
（5） 钎焊工艺参数 钎焊过程的主要工艺参数是钎焊温度和保温时间，钎 焊温度通常选为高于钎料液相线温度 25 ～ 60 ℃。 钎焊保温时间视工件大小，钎料与母材相互作用的 剧烈程度而定。大件的保温时间应长些，以保证加热均 匀。保温时间过长将导致溶蚀等缺陷。
接头间隙：钎焊时是依靠毛细力作用使钎料填满 间隙，因此必须正确选择接头间隙，间隙的大小在很大
程度上影响钎缝的致密性和强度。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，钎料不能填满间隙，也会影 响接头的致密性使强度下降。常用的接头间隙范围见表 3。
表 3 钎焊接头间隙
氨分解气氛的制备是以液氨为原料，经裂解炉在催化 剂的作用下，发生如下反应：2NH（3 催化剂） 3H2 ＋N2 。
裂解后产生的的气氛中含有75％的氢气和 25％的氮气。 该气氛由于含有 75％的氢气，其还原性较强，可广泛用于 钢制零件的铜钎焊、银钎焊及镍基钎料的钎焊，如汽车三 滤件即空气滤清器、汽油滤清器、机油滤清器的焊接，汽 车化油器、分电器及真空助力器的焊接均采用该保护气氛。
母材
钎料
间隙值/mm
碳钢 不锈钢
铜
0.01 ～ 0.05
铜锌
0.05 ～ 0.20
银基
0.03 ～ 0.15
锡铅
0.50 ～ 0.20
铜
0.01 ～ 0.05
银基
0.05 ～ 0.20
锰基
0.01 ～ 0.15
镍基
0.02 ～ 0.10
锡铅
0.05 ～ 0.20
铜锌
铜和铜合金
铜磷
银基
锡铅
铝基
铝和铝合金
铜2）、黄铜1）低碳钢、蒙乃尔合金、 中碳钢3）、中和高碳钢
5 气瓶氢气
54 ℃ 97~100
铜2）、黄铜1）低碳钢、蒙乃尔合金、
BAg，BCuPRBCuZn、 中碳钢3）。中和高碳钢，蒙乃尔合
BCu，BNi
金和镍合金，含铬合金4）
脱氧而干 6 燥的氢气
室温
100
BCu，Bag1） RBCuZn，BCu
钎焊属于固相连接，它与熔焊方法不同，钎焊时母材
面润湿，铺展与母材相互熔解和扩散实现零件间的连接。 （1） 硬钎焊使用气氛的选择 母材与钎料不同所选用的控制气氛也不同，详细见
表 1。 气体的还原能力不但同氢气和一氧化碳的含量有关，
而且取决于气体的含水量。气体的含水量以露点来表示，
表 1 美国焊接学会推荐硬钎焊使用的气氛
技术交流
《工业加热》第 35 卷 2006 年第 4 期
钎焊工艺及设备
吕静茹
（西安电炉研究所，陕西 西安 710061）
摘要：炉中钎焊应用十分广泛，具有其它焊接方式不可比拟的优点。从钎焊的原理、钎剂的选择、钎焊温度、保护气氛的种类及钎
焊设备进行了较为详细的阐述。
关键词：钎焊设备；保护气氛；钎剂
中图分类号：TG439.1
铜2）、黄铜1）低碳钢、蒙乃尔合金、 中碳钢3）
铜2）、黄铜1）低碳钢、蒙乃尔合金、
加热挥
7 发性材料
59 ℃
100
BAg，BCuPRBCuZn、 中碳钢3）。中和高碳钢，蒙乃尔合
BCu，BN
金和镍合金，含铬合金4），钴、铬、
钨合金和硬质合金4）
备注 脱碳 增碳 脱碳
纯惰性
8
气体
无机蒸汽
9
真空 惰性气体（如 氮氩等）
50 ～ 80 22 ～ 77 50 ～ 80
室温
碳钢与 低合金钢
10% H2SO4＋缓蚀剂，余量水 10%HCl＋缓蚀剂，余量水 10%FeSO4＋10%HCl，余量水
40 ～ 60 40 ～ 60
室温
铸铁 12.5% H2SO4＋12.5%HCl, 余量水
室温
不锈钢
16% H2SO4，15%HCl，5%HNO3, 64%H2O 25%HCl＋30%HF＋缓蚀剂，余量水 10% H2SO4＋10%HCl，余量水
100（30s） 50 ～ 60 50 ～ 60
钛及钛合金 （2%～ 3%）HF＋（3%～ 4%）HCl，余量水
室温
铝及铝合金 10%NaOH，余量水 10% H2SO4， 余量水
50 ～ 80 室温
由于工件的装配，固定及钎料的放置与工件的形 状，大小尺寸有关，在这里不作介绍，我们可以根据用 户所提供的零件图合理设计定位方法，钎料安置方法及 钎焊接头方法。
清除氧化物 清除钎焊前零件表面的氧化物可用机
械方法、化学浸蚀法进行。适用于不同金属的化学浸蚀
液，成分见表 2。 表 2 化学浸蚀液成分 1
适用的母材
浸蚀液成分（体积分数）
处理温度/℃
铜和 铜合金
10%H2SO4, 余量水 12.5% H2SO4＋（1%～ 3%）Na2SO4余量水 10% H2SO4＋10%FeSO4余量水 （0.5%～ 10%）HCl, 余量水
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《工业加热》第 35 卷 2006 年第 4 期
含水量越小，露点越低。
钎焊钢和铜等金属时，由于这些金属的氧化物容易
还原，允许气体的露点高些，钎焊含铬、锰量Βιβλιοθήκη Baidu多的合
金，如不锈钢时，由于这些氧化物难以还原，应选露点
低的气体 1 。在高温下，氢气是金属氧化物的一种最好的
活性还原剂。将液氨在 850 ℃的温度下分解可得到 75% H2，25%N2，然后再加以干燥便可使露点达到 60 ℃，这 样的气氛很适合焊接不锈钢。
2 钎焊设备
钎焊的方法很多，在这里着重介绍炉中钎焊。这种 钎焊炉总长一般均在 15 ～ 20 m 以上，一般由气体发生 气、进料端、加热区、干燥区、冷却区、出料端和电气 控制系统组成。
（1）保护气氛：目前保护气氛有 4 种，即氨分解气 氛、石油液化气燃烧气氛，高纯氮气及氮基可控气氛。由 于氨分解气氛的应用比较广泛，只对氨分解气氛进行介绍。
气氛 气源 最高露点/℃
成分近似值（％）
类号
/真空度 （H2） （N2） （CO）（CO2）
钎料
燃气 1 （低氢）
室温
Bag1），BCuP，
1~5
87
1~5 11~12 RBCuZn1）
应用
母材 铜，黄铜2）
燃气 2 （脱碳）
室温
14~15 70~71 9~10
BCu，Bag1）， 5~6 RBCuZn，BCuP
低程度，容易保证焊件的尺寸精度； 钎焊接头平整光
滑，外形美观； 可一次焊成几十条或成百条钎缝，生产
率高； 可实现异种金属或合金、金属与非金属的连接。
（4） 钎焊生产工艺 钎焊生产工艺包括钎焊前工件焊前表面准备，装配
安置钎料、钎焊、焊后处理等工序。
工件表面准备：清除油污 清除油污可用有机溶
剂去除。常用的有机溶剂有酒精、四氯化碳、汽油等。
国自 20 世纪 80 年代以来，从国外陆续引进了各种类型 接的零件和钎料加热到钎料熔化，利用液态钎料在母材表
的气体保护钎焊炉，促进了产品质量及生产效率的提高。 自 20 世纪 90 年代以来，我国的科研单位也相继开发出 了用于钢制及铜制零部件的可控气氛钎焊炉，促进了我 国的发展，同时为国家节约了大量外汇。 1 钎焊原理及工艺
（2） 钎焊分类 根据使用钎料的不同，钎焊一般分为：软钎焊（钎
料液相线低于 450 ℃）和硬钎焊（钎料液相线高于 450 ℃）。 钎焊温度高于 900 ℃而又不使用钎剂的焊接方法也
称作高温钎焊。
（3） 与熔焊相比钎焊有如下优点： 加热温度较低，对母材组织和性能影响较少； 焊
件变形小，尤其是采用炉中钎焊，焊件的变形可减小到最
文献标识码：B
文章编号：1002-1639(2006)04-0058-02
Brazing Technology and Equipment L Jing-ru
在汽车、空调、电子、航空航天等行业中，连续式 不熔化，采用比母材熔化温度低的钎料，加热温度采取低
气体保护钎焊是一种非常重要且应用十分广泛的方法。我 于母材固相线而高于钎料液相线的一种连接方法。当被连
（2） 加热元件的种类：目前应用在钎焊炉中的加热 元件主要有 SiC 棒、电阻丝两类。
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《工业加热》第 35 卷 2006 年第 4 期
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10C 真空 0.133 Pa 以下
BCu，BAg BCu，BAg BNi，BAu，BAlSi，钛 合金
低碳钢、铜 碳钢，低合金；钢和铜
耐热和耐腐蚀钢，铝钛、和难熔合金
注：美国焊接学会分类号 6，7 和 9 包括压力降到 260 Pa。1）当采用含有挥发性元素的合金时，气氛中应加入钎剂；2）铜必须完全脱氧或 无氧；3） 加热时间要保持最短，以防止有害的脱碳；4） 如果铝、钛、硅或铍含量显著，气氛中应加入钎剂。