钎剂 氟铝酸钾
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钎剂是钎焊过程中的熔剂,与钎料配合使用,属于焊接材料的一种。
(1)钎剂的作用
①清除钎料和母材表面的氧化膜,为熔化的液态钎料在母材表面的铺展提供必要的条件。
②以液态薄膜层覆盖钎料和母材表面,保护钎料和母材金属不被进一步的氧化。
③促进表面活化,减小表面张力,改善钎料对母材的润湿性能,使钎焊过程顺利进行。
(2)对钎剂的基本要求。
①钎剂的熔点应低于钎料的熔点,在钎料熔化之前就应熔化并开始起作用,把钎料表面和钎缝间隙中氧化膜去除。为保证钎焊温度下钎剂的活性,钎剂的熔点不应与钎料的熔点相差太大。
②通过物理化学作用,钎剂应具有足够的溶解和破坏母材和钎料表面氧化膜的能力。
③应具有良好的热稳定性,在钎焊加热过程中钎剂的成分和作用应保持稳定不变,不至于发生钎剂组分的分解、蒸发或碳化而导致其丧失应有的作用。一般要求钎剂应具有.不小于100℃的热稳定范围。
④在钎焊温度范围内,钎剂的黏度应小、流动性好、能很好地润湿母材、减小液态钎料的界面张力。
⑤熔融钎剂及其清除氧化膜后的产物密度应小于液态钎料,以便钎剂能均匀地覆盖在钎焊金属表面,有效地隔绝空气,促进钎料的润湿和铺展,不致滞留在钎缝中形成夹渣。
⑥钎剂及其残渣不应对钎焊金属和钎缝有强烈的腐蚀作用,钎剂的挥发物毒性要小,焊后钎剂的残渣应易清除。
Al和Al合金表面极易生成一层致密且化学稳定性高的氧化铝膜,尤其是当母材中Mg的质量分数>3%时,生产的氧化铝和氧化镁间隙氧化膜,其化学稳定性更高,更难除去。Al和Al合金表面存在的氧化物使得在钎焊过程中液态钎料往往凝聚成球状,不与母材发生润湿。而铝钎剂的目的就是去除铝材表面的氧化膜,降低熔态钎料与母材之间的界面张力,有利于钎焊时钎料在母材表面的润湿和铺展。在铝及铝合金的钎焊过程中,传统上是以氟盐钎剂占主导低位,但是该类钎剂存在着氯等卤离子对母材具有强烈的电化学腐蚀,且吸湿性很强,不易保存;此外焊后对残留物的清洗要求较高,否则焊后残渣吸潮后会严重腐蚀钎焊件。
氟铝酸钾钎剂是上世纪70年代后期迅速发展起来的一种无腐蚀、不溶性钎剂,它能使铝的加工水平大大提高。
BT6045-92《硬钎焊用钎剂》★焊前准备:
焊前应将零件表面的油污及氧化膜清除干净,可采用在 3%-5% 的Na2CO3 (工业碱)和2%-4%的601洗涤剂的水溶液中清洗,再用清水漂净。清洗后应在6-8小时内使用,切忌用手摸或沾染污物
★焊接操作:
钎焊时可预先将钎剂、钎料放置于被焊处。与工件同时加热。手工火焰钎焊时,首先将焊丝加热后蘸上钎剂。再加热工件到接近钎焊温度.然后手工送进蘸有钎剂的焊丝到被焊接处。采取使用多孔焊嘴还原性火焰的外焰均匀加热,避免直接加热钎剂和钎料等措施.防止母材氧化。使焊接工作得以顺利进行,获得高质量的焊缝。
钎焊材料及钎剂的分类
随着工业的不断前进发展,钎焊在各种行业当中都有所涉及,并且发挥的作用也有不断增强的趋势。
根据熔点不同,钎焊材料分为软钎料和硬钎料
①软钎料:即熔点低于450℃的钎料,有锡铅基、铅基(T<150℃,一般用于钎焊铜及铜合金,耐热性好,但耐蚀性较差)、镉基(是软钎料中耐热性最好的一种,T=250℃)等合金。
软钎料主要用于焊接受力不大和工作温度较低的工件,如各种电器导线的连接及仪器、仪表元件的钎焊(主要用于电子线路的焊接)
常用的软钎料有:锡铅钎料(应用最广、具有良好的工艺性和导电性,T<100℃)、镉银钎料、铅银钎料和锌银钎料等。
软钎焊:指使用软钎料进行的钎焊。钎焊接头强度低(小于
70Mpa)。
②硬钎料:即熔点高于450℃的钎料,有铝基、铜基、银基、镍基等合金。
硬钎料主要用于焊接受力较大、工作温度较高的工件,如:自行车架、硬质合金刀具、钻探钻头等(主要用于机械零、部件的焊接)
常用的硬钎料有:铜基钎料、银基钎料(应用最广的一类硬钎料,具有良好的力学性能、导电导热性、耐蚀性。广泛用于钎焊低碳钢、结构钢、不锈钢、铜以及铜合金等)、铝基钎料(主要用于钎焊铝及铝合金)和镍基钎料(主要用于航空航天部门)等。
硬钎焊:指使用硬钎料进行的钎焊。钎焊接头强度较高(大于200Mpa)。
钎剂通常分为软钎剂、硬钎剂和铝、镁、钛用钎剂三大类。
⑴软钎剂
按其成分可分为无机软钎剂(具有很高的化学活性,去除氧化物的能力很强。能显著地促进液态钎料对母材的润湿。组分为无机酸和无机盐。一般的黑色金属和有色金属,包括不锈钢、耐热钢和镍铬合金等都可使用,但它残渣有腐蚀性,焊后必须清除干净)和有机软钎剂两类。
按其残渣对钎焊接头的腐蚀作用可分为腐蚀性、弱腐蚀性和无腐蚀性三类,其中无机软钎剂均系腐蚀性钎剂;有机软钎剂属于后两类。
常用的软钎剂有磷酸水溶液(只限于300℃以下使用,是钎焊含Cr不锈钢或锰青铜的适宜钎剂)、氯化锌水溶液和松香(只能用于300℃以下钎焊表面氧化不严重的金、银、铜等金属)等。⑵硬钎剂:
常用的硬钎剂有硼砂、硼酸(活性温度高,均在800℃以上,只能配合铜基钎料使用,去氧化物能力差,不能去除Cr、Si、Al、Ti等的氧化物)、KBF4(氟硼酸钾,熔点低,去氧化能力强,是熔点低于750℃银基钎料的适宜钎剂)等。