钎 钎焊及常见缺陷处理

原理

在钎焊中，液相线温度低于基体金属固相线温度的金属材料被用作钎料。零件和钎料被加热，直到钎料熔化。液态钎料用于润湿母材，填充接头间隙，与母材溶解扩散。然后液态钎料结晶凝固，实现零件的连接。

钎焊变形小，接头光滑美观，适用于焊接蜂窝结构板、涡轮叶片、硬质合金工具、印刷电路板等不同材料组成的精密复杂部件。钎焊前，必须对工件进行仔细加工和严格清洗，以去除油污和过量的氧化膜，从而保证界面组装间隙。间隙通常要求在0.01到0.1毫米之间。

与熔焊相比，钎焊时母材不熔化，只有焊料熔化；

与压力焊接相比，钎焊过程中不会对焊接件施加压力。

当然，钎焊形成的焊缝称为钎焊缝。钎焊用的钎料叫钎料。

钎焊工艺:表面清洁的工件以搭接方式组装在一起，钎料放置在接头间隙附近或间隙之间。当工件和钎料被加热到略高于钎料熔点的温度时，钎料熔化(工件不熔化)，通过毛细作用被吸入并填充在固体工件之间的间隙中。液态钎料和工件金属相互扩散溶解，冷怀疑后形成钎焊接头。

(a)焊料的润湿和扩散

钎焊时，只有当熔化的液态钎料很好地润湿母材表面时，才能填充钎焊缝。焊料对基底金属的润湿能力可以用焊料(液相)与基底金属(固相)之间的接触角来表示。影响焊料润湿基底金属的主要因素有:

1.焊料和贱金属的成分

如果焊料和贱金属在固态或液态时没有物理和化学的相互作用，它们之间的润湿效果就很差，比如铅和铁。如果钎料和基体金属能溶解或形成化合物，则认为钎料能很好地润湿基体金属，如银到铜。

2.钎焊温度

随着钎焊加热温度的升高，钎料表面张力的降低会提高钎料对母材的润湿性，但钎焊温度不宜过高，否则会造成钎料流失、晶粒长大等缺陷。

3.贱金属表面的氧化物

如果基体金属表面有氧化物，液态钎料往往会凝结成球而不被基体金属润湿。因此，在钎焊前必须完全去除氧化物，以确保良好的润湿效果。

4.母材表面粗糙度

当焊料与基底金属的相互作用较弱时，基底金属表面的粗糙凹槽起到特殊的毛细作用，可以改善焊料在基底金属上的润湿和铺展。

5.焊料

钎剂的使用可以去除钎料和母材表面的氧化物，提高润湿效果。

(2)焊料的毛细流动

钎焊时，液态钎料沿间隙填充钎焊缝。因为缝隙很小，像毛细管一样，所以叫毛细管流。毛细流动能力可以决定钎料是否能够填充钎焊缝之间的间隙。

影响液态焊料毛细流动的因素很多，如焊料的润湿性、接头间隙的大小等。例如，焊料对基底金属具有良好的润湿性，接头具有较小的间隙，可以获得良好的焊料流动和填充性能。

(3)焊料和基底金属之间的相互作用

毛细间隙填充过程中液态钎料和母材之间的物理和化学相互作用对钎焊接头的性能有很大影响，可分为两种类型:

1.贱金属溶解成钎料

在钎焊中，通常会发生母材向液态钎料的溶解过程，这种溶解过程可以使钎料成分合金化，提高接头强度。然而，母材的过度溶解会增加液态焊料的熔点和粘度，并使流动性变差，这往往导致无法填充钎焊缝之间的间隙，同时，母材的表面可能由于过度溶解而凹陷。

2.焊料成分扩散到基底金属

钎焊时，钎料成分向母材的扩散有两种方式:一种是钎料成分扩散到整个母材晶粒内，在母材靠近钎焊缝的一侧形成固溶体层，不会对接头产生不利影响。另一种是焊料成分扩散到母材的晶界，往往使晶界变脆，特别是钎焊薄零件时。

钎焊特性

(1)钎焊过程的加热温度相对较低，因此钎焊后焊件变形小，焊件的尺寸精度容易保证。同时，对焊接件母材的组织和性能影响不大。

(2)钎焊工艺可应用于各种金属材料、异种金属以及金属与非金属之间的连接。

(3)多个零件或多个钎焊缝的钎焊可一次完成，生产率高。

(4)可钎焊极薄或细小的零件，以及厚度和厚度相差较大的零件。

(5)钎焊的缺点是钎焊接头耐热性比较差，接头强度比较低，钎焊时对表面清理和焊件装配质量要求比较高。

钎焊的应用

应用范围

钎焊

用于制造精密仪器、电器零件、异种金属构件和复杂薄板结构，如夹层构件、蜂窝结构等；它也常用于钎焊各种不同的金属丝和硬质合金工具

硬钎料(钎料熔点> 450℃)，如铜基、银基、铝基、镍基等。，具有高强度，可连接到承受载荷的零件上，并被广泛使用，如硬质合金工具和自行车车架。

软焊料(焊料熔点< 450℃)，如锡、铅、铋等。，焊接强度低，主要用于焊接不承受载荷但要求密封性能好的焊件，如容器、仪器部件等。钎焊广泛应用于机械、电机、仪器、无线电等制造行业。

常见钎焊缺陷及处理对策

缺乏

特征

发生原因

治疗措施

预防措施

钎焊不充分

接合间隙部分未填充

1.间隙太大或太小；

2.装配时铜管歪斜；

3.焊件表面不干净

4.焊件加热不够；

5.填充金属添加不足

重新填充未填充的部分

1.装配间隙应合适；

2.装配时铜管不应歪斜；

3.焊接前清洁焊件；

4.均匀加热到足够的温度；

钎焊缝形成不良

钎料仅填充一侧的接头，圆角未完成，钎焊接头表面粗糙

1.焊件受热不均匀；

2.保温时间过长；

3.焊件表面不干净

焊接

1.均匀加热焊接件的连接区域；

2.合适的钎焊时间；

3.焊接前清洁焊件；

气孔

钎焊缝的表面或内部有孔隙

1.焊件未清洁干净；

2.钎焊接头金属过热；

3.焊件潮湿；

去除钎焊缝后重新焊接

1.焊接前清洁焊件；

2.降低钎焊温度；

3.缩短保温时间；

4.焊接前干燥焊件；

夹渣

钎焊缝中有杂质

1.焊件未清洁干净；

2.加热不均匀；

3.间隙不合适；

4.焊料杂质过高；

去除钎焊缝后重新焊接

1.焊接前清洁焊件；

2.均匀加热；

3.适当的间隙；

表面侵蚀

钎焊缝表面有凹坑或烧伤

1.焊料过多；

2.钎焊缝保温时间过长；

机械研磨；

1.合适的钎焊温度；

2.合适的保温时间

焊接插头

铜管或毛细管完全或部分堵塞；

1.焊料添加过多；

2.保温时间过长；

3.套接字长度太短；

4.间隙过大；

拆卸并清除堵塞，然后重新焊接

1.加入适当溶胶；

2.适当的保温时间；

3.合适的插座长度；

氧化

焊接件的表面或内部被氧化成黑色

1.用氧化火焰加热；

2.不使用雾化助焊剂；

3.内部无氮气保护或充氮不足；

研磨去除氧化物并干燥

1.使用中性火焰加热；

2.使用雾化助焊剂；

3.内部氮气保护；

钎料

焊料流到焊件表面，没有焊料或液滴

1.焊料添加过多；

2.直接加热焊料；

3.加热方式不正确；

表面的焊料应该磨光

1.加入适量的焊料；

2.不要直接加热焊料；

3.正确加热。

渗漏

工件发生泄漏

1.加热不均匀；

2.焊缝过热，磷蒸发；

3.焊接火焰不正确。导致碳沉积或氧化；

4.孔隙或夹渣。

拆卸和清洁后重新焊接或补焊

1.均匀加热并均匀加入钎料；

2.选择正确的火焰进行加热；

3.焊接前清洁焊件；

4.焊接前将焊件干燥。

超级燃烧

内外表面氧化皮过多，有脱落现象(无外力自然脱落)。焊接接头形状粗糙、不光滑、发黑，严重的外壳有开裂现象

1.钎焊温度过高(使用氧化火焰过高)；

2.钎焊时间太长

3.焊接口被连续加热和填充

用高压氮气或干燥空气体对铜管内外进行吹扫

1.控制加热时间；

2.控制加热温度

本文编辑:糖糖

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