钎焊技术及其应用(一)(二)(三)

钎焊技术及其应用（一）

2007―04

一.钎焊简介

1.什么是钎焊？

钎焊是利用比母材熔点低的钎料和母材一起加热，在母材不熔化的情况下，使钎料熔化，并润湿及填充母材连接处的间隙，形成焊缝。在钎缝中，钎料与母材互相溶解和扩散，，从而形成牢固的结合。

过去有人把钎焊称为“钎接：”低温焊接“。。。。。。它与熔焊相比有其不同点。首先，钎焊时母材不熔化，只是钎料熔化。其次在钎焊接头中，钎料的成分和性能与母材有着明显的差别。此外，钎焊是靠熔化的钎料在毛细管作用下填充接头的间隙，而熔焊却没有这些现象。

钎焊与熔焊相比，由于钎焊的加热温度较低，焊件的组织和机械性能变化较小，变形不大，接头平整光滑，外表美观，而且可以连接不同的材料。但是，钎焊也有明显的缺点，就是钎焊的接头强度比较低，故常采用搭接接头来提供承载能力。同时钎焊的装配要求比熔焊要高，必须保证严格的间隙和母材的清洁。

焊接方法通常是以热源和加热的方法来命名的：如火焰钎焊、烙铁钎焊、电阻钎焊、感应钎焊、炉中钎焊。。。。。。。

二. 钎焊接头的型式和操作要点

1.钎焊接头的型式：钎焊接头通常以对接和搭接为主。

对接：其结合强度比母材要低，受力时主要时沿钎缝破坏，所以，只适用不重要的和低载荷的零件的钎焊。

搭接为了充分地利用钎焊的所有优点，钎焊接头多采用搭接接头。它可以通过改变搭接的长度（填充为板厚的3倍以上，但一般不超过15mm),达到钎焊接头与母材等强度。因此在设计钎焊接头时，不能照搬熔焊接头的型式，设计钎焊接头时应特别注意下列事项：

a.接头中的钎缝尽可能与受力方向平行。

b.为了使加热及应力分布均匀，接头区的厚度尽可能接近。

c.接头中不形成阻碍钎料明细作用的拐角。

2.钎焊接头的装配间隙

装配钎焊接头使，正确选择间隙大小是决定钎缝的致密性及签订的重要因素。间隙太小，由于接触表面不均匀，会妨碍钎料的流入。反之间隙过大，则破坏了间隙的毛细作用，钎料也无法填满接头的间隙。

间隙的大小与钎料和母材的性质、钎焊温度、钎焊时间、钎料的安放等有直接的关系。一般钎料与母材的相互作用较弱，则要求较小的间隙。应当指出，这里所要求的间隙是指在钎焊温度下的间隙，与室温时不一定相同。

常用金属搭接接头的间隙值见表1

3.钎焊的操作要点

火焰钎焊的操作，通常是用手工添加丝状钎料，也可在接头上预

先安置钎料。钎剂在加热前便加到钎焊零件上，在加热过程中保护母材不被氧化。为了防止钎剂不被火焰吹掉，可用水或酒精将钎剂调成糊状，钎焊操作时，应在钎焊接头周

围缓慢加热使钎剂中的水分先蒸发。此外，也可在钎焊时把丝状钎料的加热端周期地侵入于钎剂中沾上钎剂，然后把钎剂带到加热的母材上。为了均匀加热母材，通常焊嘴于母材加热区的距离控制在70－80mm为宜。特别指出的是，火焰钎焊与￡气焊的操作不同。气焊时往往加热由焊缝的一端开始，用火焰焰心集中加热一点形成熔池，然后连续地向前加热；而火焰钎焊则首先用外焰加热整个接头区，使之达到钎焊温度，然后用火焰从其一端继续向前加热，钎焊迅速流入不断加热的接头间隙中。

表1

4.钎焊接头的缺陷见表2

钎焊接头的缺陷及其产生原因表2

三.钎料和钎剂

1.钎料：钎料又称焊料，是钎焊过程中在低于母材熔点的温度下熔化并填充接头间隙的技术或合金。钎料按其熔点的高低可分为：易熔钎料（又称软钎料）

其熔点在450℃以下，通常是Sn,Pb,Bi,In,Cd,Zn及其合金。难熔钎料：（又称硬钎料）其熔点在45℃以上，通常是AI,Cu,Ag.Mg,Mn,Ni.Au.Pd,Mo,Ti等合金。

2.钎料的编号：钎料按国标GB6208-86规定的方法间隙编号。牌号中的第一个字母"B"表示钎料代号，代号后面为主要合金组元的化学元素符号，其中，第一个化学；表示钎料的基本组元，其含量用数字标在其后，其余组元的化学元素；按含量多少，顺序排列，但不标含量。还常见有“HL"的牌号，这是原国家机械委在1987 年颁布的钎料编号，”HL"表示焊料，其后的第一位数字表示钎料的化学组成类型，按表3规定编排，牌号第二、第三位数字表示同一类型钎料的不同牌号。

钎料的化学组成类型表3

3.软钎料

软钎料对于大多数金属都具有良好的润湿性，因而能钎焊大多数金属，如钢铁、铜及铝及其合金，但低的熔点和强度，也限制了软钎料合金接头的工作温度不能太高，并且只能用于对接头强度要求不高的零件，人电气接头及只用软钎焊保持气密性，再用其它方法保证强度的接头。

a.锡铅钎料：锡铅钎料由于熔点低，润湿性能好，耐腐蚀性优良，所以是应用最广的一种软钎料。过去曾把软钎焊称为“锡焊”就是这个原因。此类钎料在GB3131-88中详细列出了它的分类、牌号、和相关技术要求。锡铅钎料可以在较低温度下配合一定的钎剂钎焊铜及铜合金、钢、不锈钢、铸铁、镍等，市场常见的焊锡就是其中的一种。有的锡铅钎焊把钎剂与钎料加工在一起，方便使用。

b.耐热软钎料：由于锡铅钎料的耐热性能差，钎焊接头的工作温度不高，为了满足工作温度较高（150－250）的散热器及电机零件等接头的要求，发展了耐热钎料。这类钎料主要有锡－锑、锡－银、铅－银、镉－锌、和镉－银等合金。

其中锡基合金在铜及铜合金、钢上都有良好的润湿性，典型的耐热软钎料见表4

4.硬钎料

硬钎料的熔点和强度都比软钎料要高，所以能保证钎焊接头具有较高的强度及在较高温度下工作。根据硬钎料成分中所含的主要组分和成分，通常把硬钎料分为：铝基钎料、银基钎料、铜及黄铜钎料、铜磷钎料、耐热钎料、贵金属钎料等。这里主要介绍一下常用的两种钎料：银基钎料和磷铜钎料。

耐热软钎料表4

a.银基钎料

银钎料包括银铜、银锌铜、银铜锌镉和银铜锌锡等合金。这类钎料由于熔点不高，润湿性能极好，操作容易，强度、朔性和导电性都不错，并且除铝、镁等熔点很低的金属外的大多数金属及合金都能钎焊，如铜及他合金、钢、铸铁、不锈钢耐热合金、硬质合金的，因此得到广泛的应用。常用的银钎料的化学成分及特征如表5