钎焊

第一编
钎焊-原理与方法
Soldering and Brazing
杜华云
材料科学与工程学院
dragondu2002@ 序言
钎焊是最古老的焊接方法-3000年前
钎焊是先进的焊接方法-集成电路封装
钎焊是研究最落后的焊接方法-杨氏方程
一：钎焊的基本概念、特点和应用
⏹定义
⏹加热到钎料熔化、母材不熔化的温度，通过母材与钎料之间的溶解、扩散等
冶金反应，凝固后实现冶金连接
⏹与熔焊相比，钎焊具有以下优点：
⏹1）钎焊接头平整光滑，外形美观；
⏹2）钎焊加热温度较低，对母材组织和性能的影响较小；
⏹3）焊件变形较小。

尤其是采用均匀加热（如炉中钎焊）的钎焊方法，焊
件的变形可减小到最低程度，容易保证焊件的尺寸精度；
⏹4）某些钎焊方法一次可焊成几十条或成百条钎缝，生产率高；
⏹5）可经实现异种金属或合金，金属与非金属的连接。

不足：
1）强度低，耐热性差；2）搭接接头，增加母材消耗，和结构重量；
3）装配精度要求高，需保持细小的间隙；4）对有深孔或盲孔的工件，浸沾钎焊时，清理钎料麻烦。

二：钎焊过程分解：钎料的填缝过程
钎料预置、加热
钎料熔化、铺展凝固、形成接头
保证钎料和母材完全接触
三：钎焊过程分解：溶解与扩散 母材向钎料中的溶解
钎料成分向母材中扩散
钎料和母材发生冶金反应
四：钎焊过程分解：去除氧化膜 氧化膜阻碍钎料铺展
保证钎料与母材良好接触
保证钎料和母材完全实际接触 八：钎焊的分类
⏹ 美国焊接学会标准
⏹ 软钎焊 — 钎料熔点或者液相线低于 450°C ⏹ 硬钎焊 — 钎料熔点或者液相线高于 450°C
⏹ 相对于母材熔点
⏹ 高温钎焊 ⏹ 中温钎焊 ⏹ 低温钎焊
⏹ 热源种类和加热方式
⏹ 火焰钎焊、炉中钎焊、感应钎焊、电阻钎焊、电弧、浸渍、红外、激光、气
相、烙铁、超声波
⏹ 环境介质和去除氧化膜方式
⏹ 钎剂、无钎剂、自钎剂、刮擦、气体保护、真空钎焊
⏹ 接头形成特点
⏹ 毛细钎焊、非毛细钎焊、接触反应钎焊、扩散钎焊
九：内容安排
钎料
氧化膜
母材
⏹序言
⏹第一章液固态金属的界面问题
⏹第二章钎料合金
⏹第三章金属表面的氧化膜及去膜机理
⏹第四章钎焊设备
⏹第五章钎焊结构设计及钎焊生产过程
⏹第六章典型材料的钎焊工艺
⏹第七章钎焊的缺陷和质量评价
十：参考书籍
⏹《钎焊》，邹僖，机械工业出版社
⏹《焊接手册》，焊接学会，机械工业出版社
十一：学习重点
⏹润湿性及其影响因素
⏹润湿与铺展的关系
⏹材料表面的氧化膜的特点
⏹去膜方法-钎剂去膜
⏹常用钎料和钎剂
⏹常用钎焊方法
⏹钎焊的缺陷和质量检测
第一章钎焊----基本概念、特点和应用
⏹定义：加热到钎料熔化、母材不熔化的温度，通过母材与钎料之间的溶解、扩散等
冶金反应，凝固后实现冶金连接
⏹与熔焊相比，钎焊具有以下优点：
1）钎焊接头平整光滑，外形美观；
2）钎焊加热温度较低，对母材组织和性能的影响较小；
3）焊件变形较小。

尤其是采用均匀加热（如炉中钎焊）的钎焊方法，焊件的变形可减小到最低程度，容易保证焊件的尺寸精度；
4）某些钎焊方法一次可焊成几十条或成百条钎缝，生产率高；
5）可经实现异种金属或合金，金属与非金属的连接。

不足：
1）强度低，耐热性差；2）搭接接头，增加母材消耗，和结构重量；3）装配精度要求高，需保持细小的间隙;4)对有深孔和盲孔的焊件，盐浴钎焊时清理复杂。

（钎料熔化，母材不熔化，在低于母材熔点、高于钎料熔点、借助钎料与母材之间的溶解、扩散等冶金反应形成冶金接头
固体材料连接方法：铆接、粘结、熔化焊、扩散焊、压焊
熔焊：加入或者不加入填充金属-加热-母材和填充金属熔化-冶金接头-不可拆卸
压焊：不需填充金属-外加压力-电阻焊时加电阻热-母材局部熔融-冶金接头-不可拆卸
钎焊：加钎料-加热-钎料熔化，母材不熔-毛细作用-扩散和溶解-冶金接头-可拆卸
区别：1、钎料熔化、母材不熔化
2、钎料熔点低于母材熔点，接头成分与母材有很大差别
3、熔化的钎料依靠润湿和毛细作用吸入并保持在母材间隙内
4、液态钎料与母材之间相互扩散形成冶金结合
优点：
1、钎焊技术有很高的生产效率，可一次完成，整体加热。

大型电子设备电路板焊点同时完成。

火箭发动机750米焊缝，一次完成
2、钎焊技术可以完成高精度、复杂零件的连接。

例如：采用接触反应钎焊方法连接铜质毫米波器件、结构复杂、需多次拼接的雷达微波器件，薄壁、密集安装的航空散热器等
3、钎焊技术对被连接母材有广泛的适用性。

难焊金属、异种材料、陶瓷、玻璃、石墨、金刚石等非金属材料的连接
缺点：耐热性能差、搭接接头、
）
第一章液-固相金属的界面问题
Liquid Solid Reaction between Solders and Base Metals
润湿与铺展
溶解与扩散
接头组织
（根据钎焊的定义，液态钎料与固态母材相互作用：溶解、扩散、冶金反应后凝固形成接头。

为了进行反应，首先要使钎料与母材能完全接触；而后，母材要向钎料中溶解、钎料的组分向母材中扩散，在凝固过程中形成冶金连接。

由于溶解和扩散，接头的成分发生了变化，接头的组织与原始的钎料合金应该不同，导致接头的性能发生变化。

钎焊研究的基本问题就是如何得到质量可靠、稳定的接头，就必须研究形成接头的一系列物理化学、冶金过程。

钎焊接头的形成是在一定的条件下，液态钎料自行流入固态母材之间的间隙，并依靠毛细作用力保持在间隙内，经冷却凝固后形成的。

因此，在钎焊接头的形成过程中必然涉及到钎料在母材上的润湿与铺展问题，钎料的流动和毛细填缝过程等。

在这些过程中，母材与钎料之间的界面（固液相界面）行为起着重要的作用
钎焊包含两个过程：一个钎料填满钎缝的过程；二是钎料同母材相互作用的过程。

如果使用钎剂，还包含钎剂的填缝过程
液体对固体的润湿以及钎缝间隙的毛细作用是熔化钎剂或钎料填缝的基本条件。

）
第一章液-固相金属的界面问题
⏹第一节钎料在母材上的润湿
⏹第二节钎料的填缝过程
⏹第三节钎料润湿性的评价
⏹第四节影响润湿性的因素
⏹第五节母材向液态钎料中的溶解
⏹第六节钎料向母材的扩散
⏹第七节钎缝组织
（虽然钎焊的各个过程是同时发生的，为了研究的层次分明，将其分解成三个部分：润湿和铺展、溶解与扩散、接头组织。

）
第一节钎料在母材上的润湿
⏹润湿
⏹液态钎料与母材接触后，自动铺展的行为
⏹液体与固体接触后，体系（固体+液体）自由能降低的过程
⏹润湿决定于母材表面、液态钎料表面和固液界面的能量变化
⏹表面张力和界面张力
⏹增加单位表面或界面面积所需要的能量
（关于钎料在母材上的润湿的描述一般均采用表面张力和界面张力理论。

容易理解和记忆，但是没有接触到润湿的本质。

学习到一定的阶段或者有兴趣的同学可以更深入地探究润湿的微观机理。

从热力学的角度来看，所谓润湿，是指液体与固体接触后造成体系（固体+液体）自由能降低的过程。

钎焊时，熔化的钎料与固态母材接触，液态钎料必须很好润湿母材表面才能填满钎缝。

从物理化学得知，将某液滴置于固体表面，若液滴和固体界面的变化能使液-固体系自由能降低，则液滴将沿固体表面自动流开铺平，这种现象叫铺展。

）
润湿的定量描述- Young方程
若σLS<σSG，固液接触面积的扩大可以使系统总能量减小，则可以润湿；
若σLS>σSG，固液接触面积的扩大会使系统总能量增加，则不润湿。

σLS和σSG差值越大，润湿或不润湿的程度越大。

σLG影响润湿的程度，不决定是否润湿。

（根据传统模型，液体将在固体表面上铺展，直到达到3个界面张力之间平衡状态 根据力学平衡方程：得到杨氏方程
减小润湿角的方法：增加固体表面能
减小液体和固体之间界面能 减小液体表面能
通过清洁固体表面，可以增加固体表面能
材料表面吸附物质的存在，如水蒸气、灰尘、氧化膜将会减小固体表面能，使接触角增大 因此在钎焊时保持表面清洁，防止氧化是非常关键的 需要钎剂及保护气氛
根据传统的模型，对于特定材料组合的固-液界面张力，在恒定温度下是不变的。

但是，却随着温度的增加而下降。

因此，可以通过温度控制铺展程度。

液体的表面张力在恒定温度和压力下是常数，可以通过改变气体的组成和压力改变液体表面张力。

在实际使用中，通常采用改变气氛的压力，如真空环境下进行钎焊，促进润湿。

通常情况下，固体的表面能 大于 固液界面能 大于 液体表面能 ）
第二节 钎料的填缝过程
⏹ 填缝的驱动力
⏹ 润湿
⏹ 毛细现象(流动性)
（钎料能否填满钎缝取决于它在母材中的毛细流动特性
θ
SG
σLS
σLG
σLiquid droplet
Solid surface h a
θ
Δ
R
LG LS
SG σσσθ-=cos
由于任何相界面处表相分子受力不均匀，表相象分子有向体相运动的趋势，因而表相对体相产生一种压力，称为分子压力。

这是产生表面张力的根源。

对于任何物质、形成任何几何形状的相界面时均存在。

而当相界面为曲面时，还会产生另一种压力，称为附加压力。

附加压力定义为： PA=Pr-P 无穷
P 无穷 为平相界面体相所受的压力，Pr 为弯曲相界面时体相所受的压力 可见附加压力为任意形状界面时比平界面时多出的压力
表面张力- 作用在单位长度界面上的切向力
平界面：表面张力的合力为0, 附加压力为0
凸界面：表面张力的合力指向液体内部，液体所受压力比平液面时大，附加压力为正值 凹液面：表面张力的合力指向液体外部，液体所受压力比平液面小，附加压力为负值
附加压力的方向指向液面的曲率中心 ）
第二节 钎料的填缝过程(续)
液面上升高度为
⏹ 结论
⏹ 当润湿时，液面向间隙内部自动进入
⏹ 不润湿时，已放入的液体会自动退出间隙 ⏹ 间隙越小，上升高度越大
润湿和间隙是填缝的必要条件
间隙逐渐减小，形成弯曲液面
第二节 钎料的填缝过程(续)：不润湿的情况
⏹ 当不润湿时，预置的钎料会自动被排出
g a g a h LS SG LG ρσσρθσ)(2cos 2-=
=
a
h θ
第三节 钎料润湿性的评价
⏹ 润湿角测量
⏹ 一定体积的钎料 ⏹ 采用相应的去膜措施
⏹ 在规定的温度保持一定的时间 ⏹ 冷凝后切取横截面，测量润湿角
⏹ 铺展面积测量
⏹ 条件同上
⏹ 凝固后测量铺展面积
⏹ 沿T
型试件的流动长度
润湿性试验方法
⏹ 润湿力测量
⏹ 在试片浸入和拉出的期间测量作用在试片上的作用力，通过信号变换器在记
录仪上作为时间的函数连续记录
⏹ 润湿角测量
⏹ 在试片浸入和拉出的期间测量试片上钎料的接触角并记录
（润湿力—金属片垂直浸入于熔融钎料中受到的作用力与浸入时受到的浮力的合力，也称附着力
接触角—从与液态钎料接触的固体表面的接触点朝液体面引出的切线与固体面所成的夹角。

也可以是金属片垂直进入钎料时，液体曲面的切线方向和垂直轴所成的夹角。

）
实验设备结构
记录装
测量装置 (力传感
试验件夹
加热部分
升降部
试验件
测量部
记录装置 测量装
摄像机 (反射辉度输
控制装试验件夹升降部
试验
加热部分
多点光
试验顺序
润湿性评价
第四节 影响润湿性的因素
⏹ 从表面张力和界面张力判断
⏹ 纯金属的液体的表面张力数据
⏹ 固态金属的表面张力和界面张力数据极少且不准确 ⏹ 合金的表面张力数据极少 ⏹ 难以应用
⏹ 本质性的因素
⏹ 钎料与母材的成分 ⏹ 金属表面的氧化物
浸入 取出 装卡 开始下降 开始浸入 去除氧化膜
上拉
时间 (秒)
钎剂
润湿状态
润湿开始时间 润湿爬升时间
加热开始
最小润湿力 润湿时间
零线
时间
最大
润
最终润
附着钎
作用
⏹ 表面活性物质
⏹ 工艺因素
⏹ 温度和时间 ⏹ 钎剂
⏹ 表面粗糙度
（一）从杨氏方程可以看出，钎料对母材的润湿性取决于具体条件下三相间的相互作用。

固体表面张力增大、液体表面张力减小、或者固液界面张力减小，都使得润湿角减小，改善液态钎料对母材的润湿性。

从物理概念上说，液体表面张力减小，意味着液体内部原子对表面原子的吸引力减弱，液体原子更容易克服本身的引力趋向液体表面，使表面积扩大，钎料容易铺展。

固液界面张力减小，表明固体对液体原子的吸引力增大，是液体内层的原子容易被拉向固体-液体界面，即容易铺展。

液态纯金属的表面张力比较齐全，其他数据稀少。

2） ） 影响润湿性的本质因素 钎料与母材的界面反应是决定其润湿性的本质
钎料成分对润湿性的影响-不润湿的情况
⏹ 如果钎料与母材在液态和固态均不相互作用
⏹ 润湿性很差
⏹ Fe-Ag 、Fe-Bi 、Fe-Pb 、Fe-Cd 等
⏹ 根据表面张力计算润湿角
⏹ Ag 的表面张力： ⏹ Fe 的表面张力： ⏹ Fe-Ag 界面张力：
⏹ 润湿角
（如Fe-Ag 系，1125度时液态银与固态铁间的界面张力大于3.4，
从物理概念来讲，银和铁在固、液态下均不发生作用，说明铁对银原子的吸引力极小，不足以将银液内的原子拉到银液表面，因此无法扩大其表面积，润湿性差。

1）不同母材，如Ag 在Ni 上，或者Ag 在Cu 中。

同样以Ag 为钎料，对于不同的母材，随着它们之间相互作用的加强，润湿性提高
2）对于那些与母材无相互作用而因润湿性差的钎料，借在钎料中加入能与母材形成共同相的合金元素，可以改善它对母材的润湿性。

） Fe 与Ag 的二元相图
549
.191.04.399.1cos -=-=-→LG LS SG σσσθ
Fe与Bi的合金相图
Fe与Cd的合金相
图
Fe与Pb的合金相图
钎料成分对润湿性的影响-润湿的情况
⏹如果钎料能与母材相互作用，则可以很好地润湿母材
⏹相互溶解
⏹形成金属间化合物
⏹Ag-Ni
⏹在1000°C时Ag在Ni中有3wt%左右的溶解度
⏹Ag在Ni上有一定的润湿性
⏹Ag可焊不锈钢
⏹Ag-Cu
⏹在779°C时在Ag在Cu中有8wt%左右的溶解度
⏹Ag在Cu上有很好的润湿性
（添加合金元素改善钎料润湿性的作用，主要取决于它们对液态钎料与母材界面张力的影响。

合金元素与母材存在相互作用时均能使此力减小。

但对与母材形成金属间化合物的元素，其减小界面张力的作用有限，故虽有助于提高钎料润湿性，但作用较弱；
能与母材无限固熔的合金元素可显著减小此界面张力，从而使钎料润湿性得到显著的改善；图1-9中，含镍量高时对于钎料润湿性的不利影响是由于它可使钎料熔点提高造成的。

）
Ni与Ag的合金相图
在1000~1200°C时，Ag可溶于Ni约3~4wt%，具有一定的润湿性
Cu与Ag的合金相图
Ag在不锈钢上和镍基合金上的润湿性
母材是合金的情况类似
例如：在相同的温度下
Ag 在镍基合金上的润湿性好于对铁基合金的润湿性
钎料合金化对润湿性的影响
⏹ 以纯金属作钎料，可选择性小 ⏹ 合金钎料
⏹ 改善润湿性的有效途径 ⏹ 调节钎焊温度
⏹ 一般原则
⏹ 加入与母材形成共同相的合金元素
⏹ 使液态钎料与母材的界面张力减小
⏹ 固溶体的效果要好于金属间化合物 ⏹ 不应使钎料的熔点升高太多
Sn/Pb 钎料在钢上的润湿性与成分的关系
润湿改善的原因不是减小了钎料的表面张力，而是减小了钎料和钢之间的界面张力。

2
4
6
8 10 12 14 16
时间
0.0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 铺展面
1150°
1120°
1100°
1200°1135°
1010°
镍基合金 不锈钢
LG LS SG
σσσθ-→cos
Pd 含量对Ag 钎料在NiCr
合金上的润湿角的影响
Pd-Ni 为无限互溶，因此可以改善Ag 合金在Ni 合金上的润湿性
σ, 10
-3
润湿
θ
σ
合金元素对Ag-Cu 钎料在钢上润湿性的影响
5 10 15 20
Pd 含量 wt%
0102030
4050润湿角
10
8 6
4
2
元素含量
0.0.0.
1.1.
2.2.铺展面
积 M
Z
Sn
Ni
S P
Fe-Sn、Fe-Zn相图（金属间化合物）
Fe-Pd、Fe-Mn相图（无限互溶）
⏹ 合金元素改善钎料润湿性的作用，主要取决于它们对液态钎料和母材界面张力 的影响。

而不是对钎料表面张力的影响。

⏹ 合金元素与母材相互作用时此力均减小，形成化合物，减小有限，作用较弱；形成无限固溶，明显改善。

Ni 的不利影响是因为熔点升高造成的。

⏹ Pd ，Mn ，Ni
⏹ Sn ，Zn ，Si 表面氧化膜对润湿性的影响 表面氧化膜具有比金属表面更低的表面张力 金属 表面张力[N·m-1]
金属氧化物 表面张力 [N·m-1] Fe Cu Al
2.1
1.43 1.91
Fe2O3 CuO Al2O3
0.35 0.76 0.56
（金属表面总是存在着氧化物，在有氧化膜的金属表面上，液态钎料往往凝聚成球状，不与金属发生润湿。

氧化物对钎料的润湿性的这种有害作用是由于氧化物的表面张力比金属本身要低的多所致。

清楚钎料与母材表面的氧化物的必要性，改善润湿。

）
表面活性物质的影响 使溶液表面张力显著减小、因而发生正吸附的物质
氧化膜
母材
钎料
LG
LS SG
σσσθ-→cos
钎料成表面活性物含量母
Cu P 0.04~0.08 钢
Cu Ag <0.6 钢
Cu-37Z Si <0.5 钢
Ag-28.5Cu Si <0.5 钼、钨
Ag Cu3P <0.0钢
Ag Pd 1~5 钢
Ag Ba 1 钢
Ag Li 1 钢
Sn Ni 0.铜
Al-11.3Si Sb,Ba,Br,Bi 0.1~2 铝
（由物理化学可知，溶液中表面张力小的组分将聚集在溶液表面呈现正吸附，使溶液
的表面自由能降低。

凡是能使溶液表面张力显著减小，因而发生正吸附的物质，称为表面
活性物质。

因此，当液态钎料中加有它的表面活性物质，它的表面张力将明显减小，对母
材的润湿性因而得到改善。

）
影响润湿性的工艺因素
温度、时间钎剂表面粗糙度
温度对钎料润湿性的影响
⏹液体的表面张力与温度的关系
⏹随着温度的升高，液体的表面张力减小，提高了润湿性
⏹温度升高，固液反应增强，界面张力减小
⏹温度升高过度，钎料铺展性太强，会造成钎料流失
SnPb钎料表面张力与温度的关系
各种钎料在不锈钢上的铺展特性
1：Ag
0 20
40 60 80 10
Sn 含量
10
50
60
80
6040353025°表面张
1000 1100
1200 1300
温度
0.1 0.2
0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 铺展面积
50
20105
3
2
润湿
角 4
7
5
1
6
3
2
2：Ag-5Pd
3：Ag-20Pd-5Mn 4：Ag-33Pd-4Mn 5：Ag-21Cu-25Pd 6：Cu
7：Ni-15Cr-4.5Si-3.75B-4Fe 钎剂对润湿性的影响
⏹ 钎剂去除了母材表面的氧化膜
⏹ 使固液界面张力回复(相对于钎料-氧化膜界面) ⏹ 母材-钎剂的界面张力大于氧化膜-钎剂的界面张力
⏹ 钎剂使钎料的表面张力减小
钎剂使SnPb 钎料的界面张力降低
钎料
母材
钎剂
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Sn/Pb 钎料的表面张
Sn/Pb 钎料与氯化锌的界面张
X Pb
表面张力 σ，
300
400
500 600 LF LS SF LG LO SO σσσσσσθ-⇒-=cos LF
LG SF SO σσσσ><
锡同混合钎剂的界面张力
在氯化锌钎剂中加入氯化铵后，钎料与钎剂的界面张力大幅度下降，可以有效地提高其润湿性。

而加入氯化亚锡后，界面张力的改变非常小
母材表面粗糙度的影响
Ag-20Pd-5Mn 钎料在不锈钢上的铺展面积受表面处理状态的影响。

表面粗糙造成的微细槽成为许多的毛细管，促进了钎料的铺展。

如果母材在钎料中的溶解速度很快，则表面粗糙的影响作用将降低。

0.2
0.4 0.6
含量
300
400
500
600
表面张力 σ
SnCl 2
NH 4Cl
思考题
⏹ 润湿性和可焊性有什么关系
⏹
三个表面(界面)张力中，哪一个是最主要的
第一章 液-固相金属的界面问题 ⏹ 第一节 钎料在母材上的润湿 ⏹ 第二节 钎料的填缝过程 ⏹ 第三节 钎料润湿性的评价 ⏹ 第四节 影响润湿性的因素
⏹ 第五节 母材向液态钎料中的溶解 ⏹ 第六节 钎料向母材的扩散 ⏹
第七节 钎缝组织
第五节 母材向钎料中的溶解 ⏹
溶解的作用
⏹ 接头钎料成分合金化，提高接头的强度 ⏹ 清洁母材表面，促进铺展和填缝 ⏹ 但母材过度的溶解会造成溶蚀缺陷
⏹
溶解的母材成分使钎料熔点升高，阻碍填缝
2 4 6 8 10 12
时间 t,
0 0.0.
0.0.0.铺展面积
抛光
酸洗
喷
溶解的计算
Q ：溶解量 t ：时间 K ：溶解速率 δ：扩散层厚度 S ：液-固相接触面积 a ：溶解速度系数 Cl ：饱和溶解度
C ：母材在钎料中的浓度 V ：液态钎料的体积 ρs ：液态钎料的密度
如温度、钎料量、极限（饱和）溶解度、接触面积的增加和保温时间的延长均会导致钎料溶解量的增加。

影响母材溶解的因素
⏹ 本质因素
⏹ 母材在钎料中的极限溶解量 ⏹ 钎料组分在母材中的饱和固溶度
母材
钎料
)(C C aS dt
dQ
l -=固液传质的动力学方程
)(C C S
K dt dQ l -=δ
而
VC
Q s ρ=所以
)()(C C aS
dt VC d l s
-=ρ)(C C V aS
dt dC l s
-=ρ)
1(t V
aS l s e
VC Q -
-=ρ
⏹ 金属间化合物
⏹ 工艺因素
⏹ 温度和时间
⏹ 溶解量随温度成指数函数增加 ⏹ 随时间的增加关系与钎料量有关
⏹ 钎料量
⏹ 预置定量钎料：溶解随时间增加达到饱和 ⏹ 浸沾钎焊：溶解量一直增加
母材在钎料中的极限溶解度的影响 母材在钎料中的极限溶解度的影响 母材：A ；钎料：B
钎焊温度：T
液态钎料中在此温度下最大可溶解的母材量为
L
如果在钎料中已经有母材的成分C0 ，则最大溶解量减少为L-C0
如果采用A/B 共晶钎料，则最大溶解量为L-L1
1、若母材A 可以溶入液态的B ，形成的共晶状态图 有固溶度时的溶解过程
钎料中的组分向母材中扩散，达到饱和固溶度后，这部分母材才开始向钎料中溶解。

相当于推迟了开始溶解的时间。

因此，固溶度L2越大，母材开始发生溶解的时间越长，一定时间下的溶解量越小。

L1
L
A
B
T
D
E
在这种情况下，固溶度成为制约因素
如果母材中已有钎料组分，则溶解提前。

镍在几种镍基钎料中的溶解
焊接规范1200°C-20min 时，Ni 在Ni-4B 中的溶解最快；在Ni-4Be 中次之； 在Ni-11Si 中最慢。

钎料均为共晶钎料
L1
L
A
B
T
D
E
L2
状态图局部
母材极限溶解度：Ni->Si: 90.5% Ni->Be: 95.5% Ni->B: 96.5% 最大溶解量不同 钎料组分的固溶度：Si->Ni: 7.5% Be->Ni: 2.5% B->Ni: 0.5% 溶解开始时间不同 注意还有速度的不同！
1000
1100
1200 1300
温度
0 1
2 3
溶解深度 Ni-4B Ni-4Be Ni-11Si
保温时间20min
Ni 基二元相图
Ni 2 4 6 8 10
合金元素含量
1000
1100 1200
1300
1400 1500 温度 T
Ni
Ni -B
Ni-B
Ni-B 状态图
Ni-Be 状态图
Ni
2 4
6 8 10
合金元素含量
100
1100 120130
140150温
度 T Ni -Si
Ni -B
e
Ni-B
Ni-Si状态图
金属间化合物形成对母材溶解的影响
Cu在Sn中的溶解速度曲线上在约350°C时达到峰值；随着温度的升高，在约410°C时
达到谷底，然后又开始上升。

在此温度区间内，界面上形成金属间化合物层，阻挡了母材向钎料里的扩散，溶解速度降
低。

再增高温度，金属间化合物发生溶解，溶解速度又开始上升。