钎焊接头的形成过程
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结论: 母材表面的粗糙度对与它相互作用弱的钎料的润湿性有明
显的提高,主要因为较粗糙表面上的纵横交错的细槽对液态 钎料起了特殊的毛细作用; 当钎料与母材相互作用较强烈时,粗糙度的影响不能表现出 来,主要是因为这些细槽很快被液态钎料溶解而不复存在.
6)表面活性物质的影响
活性物质定义:使溶液表面张力显著减小,发生 正吸附的物质,称为表面活性物质.
图3:钎焊时的流动系数
2.2钎料润湿性的影响因素
钎料润湿性理论上从公式
可以判定;
但是由于σSG、σLG、σLS数据不全,且受实际条件的影响,不 能用于指导实践.
实际判定钎料的润湿性从以下四个方面入手：
1）钎料和母材的成分 钎料和母材在液态和固态下均不相互作用，则它们之间
的润湿性很差；若钎料能和母材
4) 钎剂的影响 钎焊时使用钎剂可以清除钎料和母材表面的氧化膜,改善 润湿,存在钎剂时,钎料铺展平衡方程变为:
钎剂的作用:减小σLF,增大 σSF 图7:使用钎剂时液滴在固体表面的平衡
5)母材表面状态(粗糙度)的影响
图8:表面处理对 Ag-20Pd-5Mn钎 料在不锈钢表 面铺展面积的 影响(1095℃)
Mn Ni Pd Zn
Cu
Cu Si Zn
扩散温度(℃)
950 1000 1150 1280 1000
850 900 860 880
890
497 500 507
扩散系数(cm2/Sec)
2.6×10-7 9.3×10-11 1.45×10-8 2.4×10-9 2.0×10-10
1.3×10-10 2.1×10-10 1.3×10-10 5.6×10-10
由上式可见，钎料组分的扩散量与浓度梯度、扩散系数、 扩散时间和扩散面积有关。扩散自高浓度向低浓度方向进 行，当钎料中某组元的含量比母材中高时，由于存在浓度 梯度，就会发生该组元向母材金属中的扩散。浓度梯度越 大，扩散量就越多。扩散系数可按前述公式确定。
钎料与母材之间的扩散
D D0 exp( Q RT )
图2:液滴在固体表面的平衡条件
讨论:θ与表面张力有关, 当θ<90°时液体能润湿固体 表面;当时不能润湿. θ=0时为 完全润湿, θ= 180°为完全不 润湿.钎焊时要求θ<20°
2.1钎料润湿性的评定
常借助试验方法来评定,常见的试验有:
1).测润湿角:把钎料放在母材上,采取相应的去膜措施,在规定的 温度下保温一段时间后冷却.
1.保温1分钟，2.保温1小 时
钎料与母材之间的扩散
用Al-28Cu-6Si钎 料钎焊Al时，也可发现 钎料组分向母材铝合金 中扩散的现象(见右 图）。在钎缝中靠近界 面处的母材上可以看到 一条与钎缝平行的明亮 条带，它是钎焊时液态 钎料中的Si和Cu向母材 Al中扩散而形成的固溶 体。
图10：A与B形成简单固熔体
溶解现象与状态图的关系
母材和钎料在固态局部互溶，液态下完全互溶
在T℃下，当用A作为母材，B作为 钎料时，在母材A溶解之前，先需 要钎料B向母材A中扩散，使界面 处的母材成份达到a点时，才发生 溶解。并且母材A进入钎料B使钎 料的成份达到b点时便停止溶解。 因此，如果钎料B在母材A中的极 图11：A与B共晶状态图 限固溶度越大(即a点远离AD线段时)，则母材开始发生溶解所 需要的时间就越长，所以在给定时间内的溶解量就越少。而 母材A在钎料B中的极限溶解度越大(即b点远离AD线段)，则钎 料成份达到饱和所需要的时间就越长，需要消耗母材的量就 越多，溶解量就越大。
讨论:对h的影响; a 对h的影响; 结论:在θ为零时完全润湿;a小时才能保证钎料填满间隙;
液体在毛细作用下的流动速度: 式中:η-液体的粘度;
讨论: θ对v的影响;h对v的影响; 结论: θ小时能迅速填满间隙;h大时,v 小,固需要足够的钎
焊加热保温时间;
2.钎料的润湿与铺展
钎焊时,熔化的钎料与固态母材接触,液态钎料必须很好的 润湿母材表面才能填满钎缝. 铺展定义:将液滴置于固体表面,若液滴和固体界面的变化能使液 -固体系的自由能降低,则液滴沿固体表面自动流开铺平,这种 现象称为铺展.
结论:随着温度的升高,钎料表 面张力不断减小,提高润湿 性.
结论:温度升高,钎料本身表面 张力减小;液态钎料和母材间 的界面张力也减小.
为了保证润湿性,选择合适的温度很重要,但是温度过高,润
湿性太强,往往造成钎料流失,还会造成母材晶粒长大,溶蚀等缺
陷.
3)金属表面氧化物的影响
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.由于氧化物的表面张力比金属本身要小很 多（即使σSG减小），使的σSG< σLS,出现不润湿现象,因此,钎 焊时要求去膜.
溶解现象与状态图的关系
母材和钎料在固态局部互溶，液态下完全互溶
下图给出了Ni-4B、Ni-4Be和Ni-11Si三种钎料在1200℃下 钎焊Ni时的溶解情况。在此温度下，Ni在Si、Be、B中的极限 溶解度分别为90.5%、95.5%和96.5%，而Si、Be、B在Ni中的极 限固溶度分别为7.5%、2.5%和<0.5%。实验结果表明，Ni在Ni4B中的溶解量最多，在Ni-11Si中的溶解量最少。
2)测铺展面积:试验方法同上,冷却后测量铺展面积.
3)测钎料流动距离:采用T型试件评定钎料的润湿性,一定体积的 钎料放于T型试件一端的一侧,采用相应的去膜措施,在规定的 温度下保温一定的时间,冷却后测钎料流动距离.
4)测流动系数K:
式中:Vf-单位长度的钎缝钎角的总体积; V-单位长度双层板上的钎料总体积; As-钎 角的截面积; n-钎角数; l-覆钎料板的宽度; δ-钎料层的厚度.
车辆工程系
材料教研室：陈银银
钎焊接头的形成
1、钎料的毛细流动 2、钎料的润湿与铺展,润湿性的评定及其影响因素
3、钎料与母材的相互作用
3.1母材向钎料的溶解 3.2钎料向母材的扩散 3.3钎缝成分与组织的不均匀性
钎焊包含两个过程:一是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,则还有一个钎剂的填 缝过程. 并不是任何熔化的钎剂或钎料均能顺利的填入任何 焊件间的间隙中去,必须具备一定的条件,即:液体对固体的润 湿以及钎缝的毛细作用是熔化钎剂或钎料填缝的基本条件.
式中K为溶解速度常数，E为 溶解活化能，A为指前因子。 A'＝lgA， B'＝-E／2.303R； 故K增大，溶解速度增大。 图15：溶解速度与温度的关系
钎料与母材之间的扩散
在钎焊过程中，在钎料润湿母材的同时就伴 有扩散现象的发生。并且在此后的过程中扩 散过程将继续进行。
扩散本身是一种物质传输过程，在金属与合 金的晶体中，原子由于热运动而导致其位 置的转移。
1、钎料的毛细流动
1.1钎焊时,对液态钎料的要求是填满钎缝的全部间隙;间隙很 小,如同毛细管,钎料就依靠毛细作用在钎缝间隙内流动; 因此,钎料能否填满钎缝取决于它在母材间隙中的毛细特 性.毛细流动特性表现;如下图1所示:
图1:两平行板间液体的毛细作用
液体在两平行板之间上升的高度:
式中:a-平行板间隙;ρ-液体的密度;g-重力加速度; 注:h为正值时液体在间隙中上升; 为负值时下降.
图12 钎缝圆角处镍的溶解深度 1.Ni-4B，2.Ni-4Be，3.Ni-11Si
图13 Ni-B，Ni-Be，Ni-Si状态图 的富镍部分示意图
溶解速度与温度的关系
图14：母材的溶解速度与温度的关系 a）母材与钎料形成简单固溶体
b）母材与钎料在交界面上形成金属间化合物
溶解速度与温度的关系
如：Cu在Sn中溶解时，在某一温度 区间内的溶解速度变慢，而在这一 温度区间内，在界面上开始形成金 属间化合物。化合物层的出现阻碍 了母材原子向液态钎料中的扩散， 使得溶解速度降低(见右图)。
溶解现象与状态图的关系
如果所用的钎料为AB的 共晶合金E，则A在B中的溶 解量就取决于线段(l-l1)的 长度。此时可以认为是钎料 中已经预先溶解了“l1”这 么多的A。所以此时的最大 溶解量为(l-l1)。若共晶点 E越靠近母材A，则(l-l1)线 段就越短，A的溶解量就越 少。因此为了减少母材向钎 料中的溶解，可在钎料中加 入母材成分。
扩散温度
对于任何元素，只要测出D0和Q的值，便可 求出任意温度下的扩散系数D;
基体金属的性质
同一元素在不同基体金属中扩散时，其扩
散参数各不相同。一般规律是，基体金属 的结合越强，熔点就越高，其扩散激活 能就越大，扩散也就越困难。
钎料与母材之间的扩散
表1列出了几种元素在285℃下在铅中的扩散系数， 数据表明，原子半径越小，扩散系数就越大。而当 合金元素存在且其与扩散元素的亲和力比与基体金 属的亲和力更大时，就可能使扩散系数减小，反之， 则可能使扩散系数增大。
母材向液态钎料中的溶解
固态母材在液态钎料中的溶解与合金状态 图、钎焊的温度以及钎焊保温时间有关。 在母材－钎料所构成的体系中，最大 溶解量是与其所构成的状态图密切相关的。 如果二者所构成的状态图在固液状态下均 无互溶的话，就不会发生溶解(例如Fe-Ag 系)，反之则有溶解现象发生。
溶解现象与状态图的关系
表1： 285℃下几种元素在铅中的扩散系数
扩散元素 原子直径(A) 扩散系数(cm2/Sec)
Ag
1.44
Cd
1.52
Sb
1.61
Sn
1.68
9.1×10-8 2.0×10-9 6.4×10-10 1.6×10-10
钎料与母材之间的扩散
基体元素
Fe
Cu
Ni Al
表2： 一些元素的扩散系数
扩散元素
B Ni Si W Sn
母材与钎料固态下无互溶 ， 液态下完全互溶
若母材A与钎料B构成如右 图所示的简单共晶状态图， 即二者在固态下无互溶，在 液态下完全互溶，则在钎焊 温度为T℃时，A在B中的最大 溶解量取决于A在B中的极限 溶解度(线段l)。极限溶解度 越大，共晶点E越靠近母材A，图10：A与B形成简单固熔体 则DE线段就越倾斜，l就越长， A的溶解量也就越大。
相互溶解或形成化合物，则液态 钎料能很好的润湿母材。
例如(图4):在钎料中添加合金元 素改善钎料对母材的润湿性。
Sn,Zn,Si与铁形成金属间化合物; Pd,Mn,Ni与铁形成无限固溶体;
图4:合金元素对银铜共晶钎料 在钢上铺展面积的影响
2)温度的影响
图5:Sn-Pb钎料的表面张力与 温度的关系
图6:各种硬钎料在不锈钢上 的铺展面积与温度的关系
在存在浓度梯度和化学位梯度的情况下， 原子的热运动可以造成物质的宏观流动， 这种现象称之为扩散。
钎料与母材之间的扩散
根据扩散定律，钎焊时钎料向母材中的扩散可确定如下:
dC dm DS dx dt
其中：dm－钎料组分的扩散量；D －扩散系数； S －扩散面积； dt －扩散时间； dC/dx－在扩散方向上扩散组分的浓度梯度。
在钎料中填加活性物质时,σLG减小,润湿性提高.
3.液态钎料与母材的相互作用
液态钎料与母材的相互作用:毛细填缝,相 互扩散.
推动力--浓度梯度(严格地说应是化学位梯度)
分类： 一是母材向液态钎料中的溶解(即通常说的溶解);
二是钎料组分向固态母材中的扩散；
相互作用步骤：钎料组分向母材中扩散达到饱和后，母 材才向钎料中溶解。
(1.9~2.4)×10-10
2.52×10-10 9.85×10-10 2.04×10-9
钎料与母材之间的扩散
用Cu钎焊Fe时，会发 生液态Cu向Fe中的扩散。 右图给出了在1100℃下Cu 在Fe中的分布。随着保温 时间的延长，不但Cu的扩 散深度增大，而且扩散层 中的Cu含量也增多。
图铜钎焊铁时，铜在 扩散区中的分布
母材向液态钎料中的溶解
钎缝成份与原钎料成份存在差异，其原因：
母材金属溶入液态钎料
钎料组分的挥发
适当控制溶解程度：
钎料成份合金化 有利于提高接头强度
母材溶解过度：
图9:溶蚀缺陷 a)溶蚀,b)溶穿
熔点升高、粘度增加和流动性变差，往往导致不能填满 钎缝间隙。
母材的表面出现熔蚀缺陷（如图9,即在放置钎料处或钎 缝圆角处使母材产生凹坑，严重时甚至出现溶穿现象 ）
图15：Cu在Sn中的溶解 速度曲线
溶解速度与温度的关系
右图给出了各种金属在Sn-Pb 共晶钎料中的溶解速度与温度 的关系。由图可见，溶解速度 常数的对数与温度的倒数基本 上成线性关系，这可以说是服 从阿累尼乌斯公式的实例。即: lgK＝ A' ＋ B' ／T；
由阿累尼乌斯公式知： K＝A*exp(－E／RT)
显的提高,主要因为较粗糙表面上的纵横交错的细槽对液态 钎料起了特殊的毛细作用; 当钎料与母材相互作用较强烈时,粗糙度的影响不能表现出 来,主要是因为这些细槽很快被液态钎料溶解而不复存在.
6)表面活性物质的影响
活性物质定义:使溶液表面张力显著减小,发生 正吸附的物质,称为表面活性物质.
图3:钎焊时的流动系数
2.2钎料润湿性的影响因素
钎料润湿性理论上从公式
可以判定;
但是由于σSG、σLG、σLS数据不全,且受实际条件的影响,不 能用于指导实践.
实际判定钎料的润湿性从以下四个方面入手：
1）钎料和母材的成分 钎料和母材在液态和固态下均不相互作用，则它们之间
的润湿性很差；若钎料能和母材
4) 钎剂的影响 钎焊时使用钎剂可以清除钎料和母材表面的氧化膜,改善 润湿,存在钎剂时,钎料铺展平衡方程变为:
钎剂的作用:减小σLF,增大 σSF 图7:使用钎剂时液滴在固体表面的平衡
5)母材表面状态(粗糙度)的影响
图8:表面处理对 Ag-20Pd-5Mn钎 料在不锈钢表 面铺展面积的 影响(1095℃)
Mn Ni Pd Zn
Cu
Cu Si Zn
扩散温度(℃)
950 1000 1150 1280 1000
850 900 860 880
890
497 500 507
扩散系数(cm2/Sec)
2.6×10-7 9.3×10-11 1.45×10-8 2.4×10-9 2.0×10-10
1.3×10-10 2.1×10-10 1.3×10-10 5.6×10-10
由上式可见，钎料组分的扩散量与浓度梯度、扩散系数、 扩散时间和扩散面积有关。扩散自高浓度向低浓度方向进 行，当钎料中某组元的含量比母材中高时，由于存在浓度 梯度，就会发生该组元向母材金属中的扩散。浓度梯度越 大，扩散量就越多。扩散系数可按前述公式确定。
钎料与母材之间的扩散
D D0 exp( Q RT )
图2:液滴在固体表面的平衡条件
讨论:θ与表面张力有关, 当θ<90°时液体能润湿固体 表面;当时不能润湿. θ=0时为 完全润湿, θ= 180°为完全不 润湿.钎焊时要求θ<20°
2.1钎料润湿性的评定
常借助试验方法来评定,常见的试验有:
1).测润湿角:把钎料放在母材上,采取相应的去膜措施,在规定的 温度下保温一段时间后冷却.
1.保温1分钟，2.保温1小 时
钎料与母材之间的扩散
用Al-28Cu-6Si钎 料钎焊Al时，也可发现 钎料组分向母材铝合金 中扩散的现象(见右 图）。在钎缝中靠近界 面处的母材上可以看到 一条与钎缝平行的明亮 条带，它是钎焊时液态 钎料中的Si和Cu向母材 Al中扩散而形成的固溶 体。
图10：A与B形成简单固熔体
溶解现象与状态图的关系
母材和钎料在固态局部互溶，液态下完全互溶
在T℃下，当用A作为母材，B作为 钎料时，在母材A溶解之前，先需 要钎料B向母材A中扩散，使界面 处的母材成份达到a点时，才发生 溶解。并且母材A进入钎料B使钎 料的成份达到b点时便停止溶解。 因此，如果钎料B在母材A中的极 图11：A与B共晶状态图 限固溶度越大(即a点远离AD线段时)，则母材开始发生溶解所 需要的时间就越长，所以在给定时间内的溶解量就越少。而 母材A在钎料B中的极限溶解度越大(即b点远离AD线段)，则钎 料成份达到饱和所需要的时间就越长，需要消耗母材的量就 越多，溶解量就越大。
讨论:对h的影响; a 对h的影响; 结论:在θ为零时完全润湿;a小时才能保证钎料填满间隙;
液体在毛细作用下的流动速度: 式中:η-液体的粘度;
讨论: θ对v的影响;h对v的影响; 结论: θ小时能迅速填满间隙;h大时,v 小,固需要足够的钎
焊加热保温时间;
2.钎料的润湿与铺展
钎焊时,熔化的钎料与固态母材接触,液态钎料必须很好的 润湿母材表面才能填满钎缝. 铺展定义:将液滴置于固体表面,若液滴和固体界面的变化能使液 -固体系的自由能降低,则液滴沿固体表面自动流开铺平,这种 现象称为铺展.
结论:随着温度的升高,钎料表 面张力不断减小,提高润湿 性.
结论:温度升高,钎料本身表面 张力减小;液态钎料和母材间 的界面张力也减小.
为了保证润湿性,选择合适的温度很重要,但是温度过高,润
湿性太强,往往造成钎料流失,还会造成母材晶粒长大,溶蚀等缺
陷.
3)金属表面氧化物的影响
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.由于氧化物的表面张力比金属本身要小很 多（即使σSG减小），使的σSG< σLS,出现不润湿现象,因此,钎 焊时要求去膜.
溶解现象与状态图的关系
母材和钎料在固态局部互溶，液态下完全互溶
下图给出了Ni-4B、Ni-4Be和Ni-11Si三种钎料在1200℃下 钎焊Ni时的溶解情况。在此温度下，Ni在Si、Be、B中的极限 溶解度分别为90.5%、95.5%和96.5%，而Si、Be、B在Ni中的极 限固溶度分别为7.5%、2.5%和<0.5%。实验结果表明，Ni在Ni4B中的溶解量最多，在Ni-11Si中的溶解量最少。
2)测铺展面积:试验方法同上,冷却后测量铺展面积.
3)测钎料流动距离:采用T型试件评定钎料的润湿性,一定体积的 钎料放于T型试件一端的一侧,采用相应的去膜措施,在规定的 温度下保温一定的时间,冷却后测钎料流动距离.
4)测流动系数K:
式中:Vf-单位长度的钎缝钎角的总体积; V-单位长度双层板上的钎料总体积; As-钎 角的截面积; n-钎角数; l-覆钎料板的宽度; δ-钎料层的厚度.
车辆工程系
材料教研室：陈银银
钎焊接头的形成
1、钎料的毛细流动 2、钎料的润湿与铺展,润湿性的评定及其影响因素
3、钎料与母材的相互作用
3.1母材向钎料的溶解 3.2钎料向母材的扩散 3.3钎缝成分与组织的不均匀性
钎焊包含两个过程:一是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,则还有一个钎剂的填 缝过程. 并不是任何熔化的钎剂或钎料均能顺利的填入任何 焊件间的间隙中去,必须具备一定的条件,即:液体对固体的润 湿以及钎缝的毛细作用是熔化钎剂或钎料填缝的基本条件.
式中K为溶解速度常数，E为 溶解活化能，A为指前因子。 A'＝lgA， B'＝-E／2.303R； 故K增大，溶解速度增大。 图15：溶解速度与温度的关系
钎料与母材之间的扩散
在钎焊过程中，在钎料润湿母材的同时就伴 有扩散现象的发生。并且在此后的过程中扩 散过程将继续进行。
扩散本身是一种物质传输过程，在金属与合 金的晶体中，原子由于热运动而导致其位 置的转移。
1、钎料的毛细流动
1.1钎焊时,对液态钎料的要求是填满钎缝的全部间隙;间隙很 小,如同毛细管,钎料就依靠毛细作用在钎缝间隙内流动; 因此,钎料能否填满钎缝取决于它在母材间隙中的毛细特 性.毛细流动特性表现;如下图1所示:
图1:两平行板间液体的毛细作用
液体在两平行板之间上升的高度:
式中:a-平行板间隙;ρ-液体的密度;g-重力加速度; 注:h为正值时液体在间隙中上升; 为负值时下降.
图12 钎缝圆角处镍的溶解深度 1.Ni-4B，2.Ni-4Be，3.Ni-11Si
图13 Ni-B，Ni-Be，Ni-Si状态图 的富镍部分示意图
溶解速度与温度的关系
图14：母材的溶解速度与温度的关系 a）母材与钎料形成简单固溶体
b）母材与钎料在交界面上形成金属间化合物
溶解速度与温度的关系
如：Cu在Sn中溶解时，在某一温度 区间内的溶解速度变慢，而在这一 温度区间内，在界面上开始形成金 属间化合物。化合物层的出现阻碍 了母材原子向液态钎料中的扩散， 使得溶解速度降低(见右图)。
溶解现象与状态图的关系
如果所用的钎料为AB的 共晶合金E，则A在B中的溶 解量就取决于线段(l-l1)的 长度。此时可以认为是钎料 中已经预先溶解了“l1”这 么多的A。所以此时的最大 溶解量为(l-l1)。若共晶点 E越靠近母材A，则(l-l1)线 段就越短，A的溶解量就越 少。因此为了减少母材向钎 料中的溶解，可在钎料中加 入母材成分。
扩散温度
对于任何元素，只要测出D0和Q的值，便可 求出任意温度下的扩散系数D;
基体金属的性质
同一元素在不同基体金属中扩散时，其扩
散参数各不相同。一般规律是，基体金属 的结合越强，熔点就越高，其扩散激活 能就越大，扩散也就越困难。
钎料与母材之间的扩散
表1列出了几种元素在285℃下在铅中的扩散系数， 数据表明，原子半径越小，扩散系数就越大。而当 合金元素存在且其与扩散元素的亲和力比与基体金 属的亲和力更大时，就可能使扩散系数减小，反之， 则可能使扩散系数增大。
母材向液态钎料中的溶解
固态母材在液态钎料中的溶解与合金状态 图、钎焊的温度以及钎焊保温时间有关。 在母材－钎料所构成的体系中，最大 溶解量是与其所构成的状态图密切相关的。 如果二者所构成的状态图在固液状态下均 无互溶的话，就不会发生溶解(例如Fe-Ag 系)，反之则有溶解现象发生。
溶解现象与状态图的关系
表1： 285℃下几种元素在铅中的扩散系数
扩散元素 原子直径(A) 扩散系数(cm2/Sec)
Ag
1.44
Cd
1.52
Sb
1.61
Sn
1.68
9.1×10-8 2.0×10-9 6.4×10-10 1.6×10-10
钎料与母材之间的扩散
基体元素
Fe
Cu
Ni Al
表2： 一些元素的扩散系数
扩散元素
B Ni Si W Sn
母材与钎料固态下无互溶 ， 液态下完全互溶
若母材A与钎料B构成如右 图所示的简单共晶状态图， 即二者在固态下无互溶，在 液态下完全互溶，则在钎焊 温度为T℃时，A在B中的最大 溶解量取决于A在B中的极限 溶解度(线段l)。极限溶解度 越大，共晶点E越靠近母材A，图10：A与B形成简单固熔体 则DE线段就越倾斜，l就越长， A的溶解量也就越大。
相互溶解或形成化合物，则液态 钎料能很好的润湿母材。
例如(图4):在钎料中添加合金元 素改善钎料对母材的润湿性。
Sn,Zn,Si与铁形成金属间化合物; Pd,Mn,Ni与铁形成无限固溶体;
图4:合金元素对银铜共晶钎料 在钢上铺展面积的影响
2)温度的影响
图5:Sn-Pb钎料的表面张力与 温度的关系
图6:各种硬钎料在不锈钢上 的铺展面积与温度的关系
在存在浓度梯度和化学位梯度的情况下， 原子的热运动可以造成物质的宏观流动， 这种现象称之为扩散。
钎料与母材之间的扩散
根据扩散定律，钎焊时钎料向母材中的扩散可确定如下:
dC dm DS dx dt
其中：dm－钎料组分的扩散量；D －扩散系数； S －扩散面积； dt －扩散时间； dC/dx－在扩散方向上扩散组分的浓度梯度。
在钎料中填加活性物质时,σLG减小,润湿性提高.
3.液态钎料与母材的相互作用
液态钎料与母材的相互作用:毛细填缝,相 互扩散.
推动力--浓度梯度(严格地说应是化学位梯度)
分类： 一是母材向液态钎料中的溶解(即通常说的溶解);
二是钎料组分向固态母材中的扩散；
相互作用步骤：钎料组分向母材中扩散达到饱和后，母 材才向钎料中溶解。
(1.9~2.4)×10-10
2.52×10-10 9.85×10-10 2.04×10-9
钎料与母材之间的扩散
用Cu钎焊Fe时，会发 生液态Cu向Fe中的扩散。 右图给出了在1100℃下Cu 在Fe中的分布。随着保温 时间的延长，不但Cu的扩 散深度增大，而且扩散层 中的Cu含量也增多。
图铜钎焊铁时，铜在 扩散区中的分布
母材向液态钎料中的溶解
钎缝成份与原钎料成份存在差异，其原因：
母材金属溶入液态钎料
钎料组分的挥发
适当控制溶解程度：
钎料成份合金化 有利于提高接头强度
母材溶解过度：
图9:溶蚀缺陷 a)溶蚀,b)溶穿
熔点升高、粘度增加和流动性变差，往往导致不能填满 钎缝间隙。
母材的表面出现熔蚀缺陷（如图9,即在放置钎料处或钎 缝圆角处使母材产生凹坑，严重时甚至出现溶穿现象 ）
图15：Cu在Sn中的溶解 速度曲线
溶解速度与温度的关系
右图给出了各种金属在Sn-Pb 共晶钎料中的溶解速度与温度 的关系。由图可见，溶解速度 常数的对数与温度的倒数基本 上成线性关系，这可以说是服 从阿累尼乌斯公式的实例。即: lgK＝ A' ＋ B' ／T；
由阿累尼乌斯公式知： K＝A*exp(－E／RT)