哈工大_钎焊_杨建国 01.第00章 钎焊绪论

焊接技术的历史与发展
固相连接技术的出现同样具有悠久的历史。但作为现 代焊接技术的重要组成部分这一意义上的固相焊接， 则还是近一个世纪以来的产物。 固相连接中最典型的方法当属扩散焊，扩散焊方法出 现于上个世纪中叶，这种方法在早期并未受到重视。 近年来随着材料科学的发展，陶瓷、金属间化合物、 非晶态材料及单晶合金等新材料不断涌现，这些新材 料用传统的熔焊方法很难实现可靠连接。 作为固相连接方法之—的扩散连接技术，成为连接领 域新的研究热点，并广泛应用于航空、航天、仪表及 电子等工业领域，并逐步扩展到机械、化工及汽车制 造等行业。
绪论
材料连接的方法及其基本特征 焊接技术的历史与发展 钎焊技术的应用实例
材料连接的方法及其基本特征
连接技术已经出现了多种方法： 捆绑、镶嵌、焊接、铆接、粘接 连接过程中涉及到的能量类型： 光、电、声、化学、机械 结合性质： 机械结合、化学结合和材质结合 焊接方法处于绝对主导地位 过程最复杂 发展最迅速 应用最广泛
钎焊技术的应用实例
微磁头组装(SAE)
大功率LED封装(PROLED)
钎焊技术的应用实例
汽车散热器
冷凝器
钎焊技术的应用实例
TiC金属陶瓷/45钢挺柱
15mm
石墨/Cu超耐磨换向器
Al2O3陶瓷/可伐的关键部件
钎焊技术的应用实例
钛铝金属间化合物涡轮与钢轴焊接组件
钎焊技术的应用实例
SiC
Al
55vol%SiC/Al
钎焊定义：
– 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，凝固后形成冶 金连接。
基本特点：
– 与其他两种方法比，加热温度低（对母材影响
小），另外均匀加热：变形和应力小（精度高） – 适合异种材料连接 – 接头强度低于母材，多采用搭接接头
焊接技术的历史与发展
连接技术是伴随着材料的应用而产生 的。在人类还只能使用天然材料时，就 产生了捆绑、镶嵌、缝纫等连接技术。 当人类可以制造材料后，现代意义上的 连接技术就开始萌生了。 除机械方法以外，钎焊或许是最古老的 连接金属的技术。
材料连接的方法及其基本特征
材料连接的方法及其基本特征
三类焊接技术特征的对比
方法 熔化焊 母材 受热 熔化 填充 材料 有或无 无 有 热源 内部 或外加 外加 外加 压力 接头拆卸性 结合特征 无 有 无 不可拆卸 不可拆卸 冶金结合 冶金结合
固相焊 不熔化 钎焊 不熔化
部分可拆卸 冶金结合
材料连接的方法及其基本特征
焊接技术的历史与发展
考古发现：
5500年前用锡钎焊银摆设（古埃及） 5000年前用锡钎焊铜钵的银把手（古埃及） 5000年前用银钎料钎焊的管子（古埃及） 4000年前用金钎料钎焊的护符盒（古埃及） 公元前5世纪用锡铅钎料镶嵌皇冠上的珠宝 首饰等（中国） 公元79年被火山爆发埋没的庞贝城中有用锡 铅钎料钎焊的家用铅制水管（古罗马）
材料连接的方法及其基本特征
焊接技术：
将两种或两种以上的（同种或异种）材料通过原子或 分子之间的结合和扩散造成永久性连接的工艺过程。
焊接与机械连接（如铆接）和粘接的差异：
被连接的材料不仅在宏观上建立了永久性的联系，而 且在微观上建立了组织之间的内在联系。
焊接技术的主体内容：
应涵盖熔化焊接、钎接和固相焊接几部分。
钎焊
————绪言
主讲：杨建国 先进焊接与连接国家重点实验室 哈尔滨工业大学
主要参考文献
1、《钎焊》，邹僖主编，机械工业出版社,1988 2、《材料连接过程中的界面行为》，方洪渊，冯 吉才，哈尔滨工业大学出版社，2005 3、《无铅焊接技术》，菅沼克昭 著，丁晓山 译， 科学出版社，2004 4、《钎焊手册》，张启运 等，机械工业出版社出 版，1999 5、部分图片来自哈工大方洪渊教授、闫久春教授 及王春青教授的教学课件
相机支架
钎焊技术的应用实例
风云气象卫星东西支架
钎焊技术的应用实例
风云气象卫星南北支架
焊接面积：左侧300cm² 右侧150cm² 位置精度：0.1mm
焊接技术的历史与发展
电弧的发现为材料连接技术带来了革命性的发展和进 步,电弧作为一种可以使钢铁等高熔点材料熔化的能量 高度集中的热源，使得金属材料的熔化焊接成为可 能。 在十九世纪末叶，熔化电极的和非熔化电极的、直接 作用电弧的和间接作用电弧的、手工的、半自动的和 自动的、无保护的电弧和保护气氛中的电弧焊都已被 提出和获得实施。 同一时期，气焊以及接触电焊（电阻焊）的基本形式-点焊和滚焊也获得了研究和发展。 随着冶金、化工、电工、电子等技术的不断发展和进 步，以电弧焊为代表的熔化焊接技术成为材料连接领 域中处于主导地位的连接方法。
焊接技术的历史与发展
5000年以前美索布达米亚时代
焊接技术的历史与发展
文献记载：
汉 班固 撰《汉书》：胡桐泪盲似眼泪也，可 以汗金银也，今工匠皆用之。（汗即焊） 明 宋应星 撰《天工开物》：中华小钎用白铜 末，大钎则竭力挥锤而强合之，历岁弥久，终 不可坚。（小钎即钎焊，大钎为锻焊） 明 方以智 撰《物理小识》：焊药以硼砂合铜 为之，若以胡桐汁合银，坚如石。今玉石刀柄 之类焊药，加银一分其中，则永不脱。试以源自文库 盆口点焊药于其一隅，其药自走，周而环之， 亦一奇也。