银焊环钎焊
admin 添加于 2015-11-11 10:03
银焊环钎焊
soldering and brazing
用比母材熔点低的银焊环金属材料作为钎料，用液态银焊环钎料润湿母材和填充工件接口间隙并使其与母材相互扩散的焊接方法。钎焊变形小，接头光滑美观，适合于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件，如蜂窝结构板、透平叶片、硬质合金刀具和印刷电路板等。钎焊前对工件必须进行细致加工和严格清洗，除去油污和过厚的氧化膜，保证接口装配间隙。间隙一般要求在 0.01～0.1毫米之间。 钎焊基本知识概述
1.1 概念
钎焊：利用熔点比母材低的填充金属银焊环（称为钎料），经加热熔化后，利用液态银焊环钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，实现连接的焊接方法。
较之熔焊，钎焊时母材不熔化，仅钎料熔化；
较之压焊，钎焊时不对焊件施加压力。
钎焊形成的焊缝称为钎缝。
钎焊所用的填充金属称为银焊环钎料。
钎焊过程：表面清洗好的工件以搭接型式装配在一起，把钎料放在接头间隙附近或接头间隙之间。当工件与钎料被加热到稍高于钎料熔点温度后，钎料熔化（工件未熔化），并借助毛细管作用被吸入和充满固态工件间隙之间，液态钎料与工件金属相互扩散溶解，冷疑后即形成钎焊接头。
1.2 焊接材料
1.2.1钎料：即钎焊时用做填充金属的材料。
1.2.1.1 对钎料银焊环的基本要求：
①低于工件金属的熔点；
②有足够的浸润性（钎料流入间隙的性能）；
③有与工件金属适当的溶解和扩散能力；
④焊接接头应具有一定的机械性能和物理、化学性能。
1.2.1.2 分类
根据熔点不同，钎料分为软钎料和银焊环硬钎料
①软钎料：即熔点低于450℃的钎料，有锡铅基、铅基（T<150℃，一般用于钎焊铜及铜合金，耐热性好，但耐蚀性较差）、镉基（是软钎料中耐热性最好的一种，T=250℃）等合金。
软钎料主要用于焊接受力不大和工作温度较低的工件，如各种电器导线的连接及仪器、仪表元件的钎焊（主要用于电子线路的焊接）
常用的软钎料有：锡铅钎料（应用最广、具有良好的工艺性和导电性，T<100℃）、镉银钎料、铅银钎料和锌银钎料等。
软钎焊：指使用软钎料进行的钎焊。钎焊接头强度低（小于70Mpa）。
②硬钎料：即熔点高于450℃的钎料，有铝基、铜基、银基、镍基等合金。
硬钎料主要用于焊接受力较大、工作温度较高的工件，如：自行车架、硬质合金刀具、钻探钻头等（主要用于机械零、部件的焊接）
常用的硬钎料有：铜基钎料、银基钎料银焊环（应用最广的一类硬钎料，具有良好的力学性能、导电导热性、耐蚀性。广泛用于钎焊低碳钢、结构钢、不锈钢、铜以及铜合金等）、铝基钎料（主要用于钎焊铝及铝合金）和镍基钎料（主要用于航空航天部门）等。
硬钎焊：指使用硬钎料进行的钎焊。钎焊接头强度较高（大于200Mpa）。
1.2.1.3 钎料的编号
国标：B（表钎料代号（Braze））+化学元素符号（表钎料的基本组元）+数字（表基本组元的质量分数（%））+元素符合（表钎料的其它组元，按含量多少排序，不标含量（最多不超过6个））----其它特性标记（表钎料的某些特性，如“V”表示真空级钎料，“R”表示即可作钎料，又可作气焊丝的铜锌含量）。
如：B（钎料代号）Ag72Cu（银基钎料WAg=72%，并含有铜元素）---V（真空级钎料）
部标：
（1）冶金部部标： “H1（表示钎料）+元素符号（表钎料基础组元）+元素符号（表钎料主要组元）+数字（表除基础组元外的主要组元的含量）---数字（表钎料中除基本、主要组元之外的其它组元的含量）” 如H1SnPb10枣表示锡铅钎料 Wpb=10% H1AlCu26-4枣表铝基三元合金钎料Wcu=26%，其它合金元素为4%
（2）机械部部标 “HL（表钎料银焊环）+数字（表示钎料的化学组成类型→‘1’表示铜锌合金；‘2’表示铜磷合金；‘3’表银合金；‘4’表铝合金；‘5’表锌合金；‘6’表锡铅合金；‘7’表镍基合金）+数字+数字（表示同一类型钎料中的不同牌号）” 如HL605——表第5号锡铅钎料。 1.2.2钎焊焊剂 钎剂：即钎焊时使用的熔剂。
1.2.2.1 钎剂的作用：
（1）清除母材和钎料表面的氧化物及其它杂质
（2）以液态薄膜的形式覆盖在工件金属和钎料的表面上，隔离空气起保护作用──保护钎料及焊件不被氧化。
（3）改善液态钎料对工件金属的浸润性，增大钎料的填充能力。
1.2.2.2 分类： 钎剂通常分为软钎剂、硬钎剂和铝、镁、钛用钎剂三大类。
（1）软钎剂 按其成分可分为无机软钎剂（具有很高的化学活性，去除氧化物的能力很强。能显著地促进液态钎料对母材的润湿。组分为无机酸和无机盐。一般的黑色金属和有色金属，包括不锈钢、耐热钢和镍铬合金等都可使用，但它残渣有腐蚀性，焊后必须清除干净）和有机软钎剂两类。 按其残渣对钎焊接头的腐蚀作用可分为腐蚀性、弱腐蚀性和无腐蚀性三类，其中无机软钎剂均系腐蚀性钎剂；有机软钎剂属于后两类。 常用的软钎剂有磷酸水溶液（只限于300℃以下使用，是钎焊含Cr不锈钢或锰青铜的适宜钎剂）、氯化锌水溶液和松香（只能用于300℃以下钎焊表面氧化不严重的金、银、铜等金属）等。
（2）硬钎剂： 常用的硬钎剂有硼砂、硼酸（活性温度高，均在800℃以上，只能配合铜基钎料使用，去氧化物能力差，不能去除Cr、Si、Al、Ti等的氧化物）、KBF4（氟硼酸钾，熔点低，去氧化能力强，是熔点低于750℃银基钎料的适宜钎剂）等。
1.3 接头形式 钎焊接头承载能力与接合面大小有关。因此，钎焊接头一般采用搭接接头或套接接头。如图6-3-17所示： 图6-3-17钎焊接头举例 设计钎焊接头时，应考虑钎焊件的装配定位和钎料的安置等。装配时，装配间隙要均匀、平整和适当。间隙太小，会影响钎料的渗入与润湿，达不到全部焊合；间隙太大，则浪费钎料，且会降低钎焊接头强度。一般钎焊接头间隙取为0.05～0.2mm。
1.4 加热方式： 钎焊的加热方式有烙铁加热、火焰加热、电阻加热、感应加热、浸渍加热和炉中加热等。
烙铁加热温度较低，一般只适于软钎焊。
浸渍加热类型有盐浴加热和金属浴加热，本身即提供钎剂或钎料，加热快，接头洁净。
炉中加热：气氛、炉温可控，加热均匀、焊件变形小。 浸渍加热和炉中加热均可用于同时焊多件或多条钎缝，特适合于焊接形状复杂且多钎缝的零件。