铜钎焊

1．钎焊性

铜及铜合金通常分为紫铜(纯铜)、黄铜、青铜和白铜4大类，它们的钎焊性主要取决于表面氧化膜的稳定性及钎焊加热过程对材料性能的影响。

纯铜表面可形成氧化铜和氧化亚铜，这两种氧化物容易被还原性气体还原，也容易被钎剂去除，所以纯铜的钎焊性是很好的。为防止发生氢脆现象，不能在含氢的还原气氛中进行钎焊。

只含有锌元素的黄铜，表面可生成氧化亚铜或氧化锌两种氧化物，氧化锌虽然比较稳定，但也不难去除。锰黄铜表面的氧化锰比较稳定，很难去除，应采用活性强的钎剂以保证钎料的润湿性。

锡青铜、镉青铜表面的氧化膜均容易去除，硅青铜、铍青铜表面氧化膜虽然较稳定，但也不难去除。而w(A1)超过10％的铝青铜，表面主要是铝的氧化物，很难去除，必须采用专门的钎剂。

白铜表面上镍的氧化物和铜的氧化物容易去除，但应选用不含磷的钎料进行钎焊，以免发生接头的自裂。２．钎焊技术

铜及其合金在钎焊前要采用机械清理或砂纸打磨的办法清除工件表面的氧化物，用化学清理的办法去除油脂及其他污物。

铜及其合金可以采用烙铁、波峰、火焰、感应、电阻及炉中加热等方法进行钎焊。在含氧铜炉中钎焊时不能使用含氢气氛，也应避免使用火焰钎焊大型组件，以免发生氢脆现象。黄铜在炉中钎焊时，为避免锌的蒸发，最好在黄铜表面先镀铜，然后进行钎焊。含铅的铜合金长时间加热容易析出铅，有可能在接头中产生缺陷。铝青铜钎焊时，为了防上铝向银钎料的扩散，钎焊加热时间尽可能短，或在铝青铜表面镀铜、镍等余属。铍青铜软钎焊时，最好选择钎焊温度低于300℃的钎料，以免发生时效软化。铍青铜的硬钎焊，应选择固相线温度高于淬火温度(780~C)的钎料，钎焊后再进行淬火时效处理。

对于容易产生自裂的硅青铜、磷青铜及铜镍合金，一定要避免产牛热应力，不宜采用快速加热的办法。

钎焊材料

(1)软钎焊用钎料及钎剂软钎料中应用最广的是锡铅钎料，其润湿性和铺展性随钎料中含锡量的增加而提高。这种钎料的工艺性和经济性均好，接头强度也能很好地满足使用要求。w(Sn)95％以上的钎料主要用于食品工业和餐具的钎焊，以减少铅的污染。S—Sn60Pb和S—Sn63Pb的熔化温度最低，具有优越的工艺性能，主要用于电子器件的手工钎焊、波峰钎焊、热熔钎焊和浸沾钎焊等。S—Sn63PbAg可减轻母材镀银层的溶蚀、提高钎料的抗蠕变性能和疲劳性能。S-Pb60Sn和S-Pb60SnSb是最通用的钎料，广泛地应用于散热器、管道、电气接头、家用制品和发动机部件的钎焊。镉基钎料是软钎料中耐热性最好的钎料，接头承受的最高温度可达250℃，并具有较好的抗腐蚀性。用镉基钎料钎焊铜和铜合金时，在界面上容易形成脆性的铜镉化合物，所以必须采用电阻钎焊等快速加热的方法。几种常用软钎料用于铜及黄铜软钎焊的接头强度如表1所示。

用锡铅钎料钎焊铜时，可选松香酒精溶液或活性松香和ZnCl2+NH4C1水溶液等无腐蚀性钎剂，后者还可用于黄铜、青铜和铍青铜的钎焊。钎焊铝黄铜、铝青铜和硅黄铜时，钎剂可为氯化锌盐酸溶液。钎焊锰白铜时，针剂可选磷酸溶液。用铅基钎料钎焊时可用氯化锌水溶液作为钎剂，用镉基钎料钎焊时可采用FS205钎剂。

表1 铜及黄铜软钎焊接头的强度

(2)硬钎焊用钎料及钎剂硬钎焊铜时，可以采用银基钎料和铜磷钎料。银基钎料的熔点适中，工艺性好，并具有良好的力学性能和导电导热性能，是应用最广的硬钎料。对于要求导电性能高的工件，应选含银量高的B—Ag70CuZn钎料。真空钎焊或保护气氛炉中钎焊，应选用不含挥发元素的B—Ag50Cu、B—Ag60CuS n等钎料。含银量较低的钎料，价格便宜，钎焊温度高，钎焊接头的韧性较差，主要用于钎焊要求较低的铜及铜合金。铜磷和铜磷银钎料只能用于铜及其铜合金的硬钎焊，其中B—Cu93P具有良好的流动性，用于机电、仪表和制造工业中不受冲击载荷零件的钎焊，最适宜的间隙为0．003～0．005mm。铜磷银钎料(如B-Cu70PAg)的韧性和导电性能都比铜磷钎料好，主要用于高导电要求的电气接头。几种常用硬钎料用于铜

及黄铜硬钎焊的接头性能如表2所示。

表２常用硬钎料用于铜及黄铜硬钎焊的接头性能

用银基钎料钎焊铜及铜合金时，采用FBl0l或FBl02钎剂可得到良好的效果。钎焊铍青铜和硅青铜，最好采用FBl02。用银铜锌镉钎料钎焊时，应采用FBl03。用铜磷、铜磷银钎料钎焊纯铜时可以不用钎剂，但钎焊黄铜及其他铜合金时必须使用。

惰性气体氩和氦以及氮都可以用于钎焊铜及铜合金，无氧铜还可以在还原性气氛(如氢气)中钎焊。