钎焊pptPPT文件格式下载.pptx

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钎焊特征：

（1）钎料熔点低于母材，钎焊时母材不熔化；

（2）钎料与母材的成分有很大差别；

钎焊的基本概念、特征和应用,（3）熔化的钎料靠润湿和毛细作用吸入并保持在母材间隙内；

（4）依靠液态钎料与固体母材的相互扩散而形成冶金结合。

钎焊是最古老的焊接方法-几千年前钎焊应用于最尖端的产品制造-微电子器件钎焊是研究最落后的焊接方法-系统性和理论,钎焊具有的特点,优点：

1）钎焊的温度低于母材,对母材的组织性能影响小；

2）应力与变形小，适合于高精度、复杂零部件或结构的连接；

3）生产率高，诸多连接缝可一次完成；

4）广泛的适用性，可焊金属、非金属及异种金属；

5）接头表面质量好。

钎焊具有的特点及选择,缺点：

1）接头强度较低，耐热性差；

2）多用搭接接头，浪费金属，增加结构重量，易产生应力集中；

3）焊前准备要求高，特别是表面质量及装配接头间隙；

4）个别钎焊工艺方法设备投资大，费用高。

综合零件材料、使用性能、生产成本及效率进行选择,钎焊接头的形成过程,1.1钎料的润湿与铺展过程润湿是指由固-液相界面来取代固-气相界面，从而使体系的自由能降低的过程。

即将液滴置于固体表面，若液滴和固体界面的变化能使液-固体系自由能降低，则液滴能很好润湿固相表面并铺展开。

固、液、气之间的界面张力决定了液态钎料在母材上的润湿与铺展行为。

1.1.1界面润湿性,钎焊接头的形成过程,-接触角（润湿角），其大小表征了体系润湿铺展的强弱。

钎焊时一般希望20。

钎焊接头的形成过程,1.1.2毛细流动当将两互相平行的金属板垂直插入液态钎料中时,假设平行金属板无限大,钎料量无限多,由于存在毛细作用,如果钎料可以润湿金属板,则会出现图（a）所示的情形,否则,则会出现图（b）的情形。

钎焊接头的形成过程,液态钎料在毛细作用下的流动速度：

V=lgacos4h=a（sg-sl）4h,cos,，则V;

V1/h，刚开始V大，随着h的增加，而逐渐变慢，所以，为填满间隙，必须有足够的保温时间。

钎焊接头的形成过程,1.2影响钎焊过程的因素1.2.1接头设计间隙越小，接头强度越高。

1.2.2钎料能与母材金属无限固溶的合金元素可显著减小界面张力，从而使钎料的润湿性得到明显的提高，比与母材金属形成金属间化合物的合金元素好。

钎焊接头的形成过程,1.3钎焊方法的分类1）按钎料熔点分,软钎焊硬钎焊,SolderingBrazing,低于450高于4502）按钎焊温度分,高温钎焊、中温钎焊、低温钎焊。

（相对）高于800为高温钎焊；

550800为中温钎焊；

低于500为低温钎焊。

3）按热源种类分火焰钎焊、烙铁钎焊、炉中钎焊、感应钎焊、电阻钎焊,第二次课程（2H）,第二章钎料,2.1对钎料的基本要求合适的熔点，比母材至少低几十度；

有良好的润湿性及填缝能力；

能与母材充分作用并形成牢固的冶金结合；

具有稳定和均匀的成分，钎焊时避免偏析及易挥发元素的烧损；

钎焊接头应满足产品的技术要求；

成本低，易制造。

第二章钎料,2.2钎料的分类,1.钎料的分类以熔点区分：

低于450高于450,易熔钎料（软钎料）难熔钎料（硬钎料）,以组成钎料的主要元素分：

软钎料：

锡基、铅基、镉基、锌基等；

硬钎料：

铝基、银基、铜基、锰基、镍基等。

第二章钎料,2.钎料的牌号国标硬钎料软钎料S-Sn60Pb39Sb1,第二章钎料,尚在使用的部颁标准：

冶金部HLSnPb10HLAlCu26-4,其它合金元素的含量组元外主要合金组元的含量主要组元（两个代号）钎料,第二章钎料,机械部,第二章钎料,2.3钎料选择的影响因素经济性：

根据结构的重要性，选择成本最低的钎料合金；

接头性能：

工作温度，强度，可靠性；

密封性：

电真空器件，真空室；

导电性：

锡基钎料，银基钎料；

工艺性：

焊接温度对母材的影响；

与钎焊方法的匹配。

第二章钎料,相互作用加热速度与液-固相线范围环境、力学性能、精度等尽量选择钎焊温度低的钎料与流动性有关预置钎料,钎焊母材加热方式使用要求钎焊温度接头形式钎料形状施工安全,第二章钎料,软钎料锡铅钎料共晶成分的机械性能最好；

表面张力小，则润湿性好；

铺展、填缝性好。

加入Sb（3%）可减少液态钎料的氧化；

加入Ag、Sb可提高高温性能。

Sn有冷脆性。

钎焊接头工作温度一般不高于100。

第二章钎料,第二章钎料,第二章钎料,第二章钎料,

（2）铋基钎料,第二章钎料,第二章钎料,第二章钎料,Sn-Ag-Cu,第二章钎料,（3）铅基钎料纯铅不能润湿Cu、Fe、Al、Ni等金属，常加入Ag、Sn、Cd、Zn钎焊铜。

加入Ag可润湿铜，且使钎料熔点下降；

加入Sn可提高润湿性。

焊后接头耐热性提高，可在150以下工作。

在潮湿环境下耐湿性差。

（4）镉基钎料镉基钎料是耐热性最好的一种软钎料，工作温度可达250。

第二章钎料,常见的有Cd-Zn、Cd-Ag、Cd-Zn-Ag系钎料。

Ag的加入可提高强度，但超过5%Ag使液相线,迅速上升，结晶区间变得很宽，故Ag不宜过高。

Zn的加入可减少液态钎料的氧化，并使熔点下降，钎缝可电镀。

镉基钎料钎焊铜时，温度过高，时间过长，钎缝界面将生成脆性的化合物，使性能下降。

第二章钎料,第二章钎料,2.4硬钎料

（1）铝基钎料用途：

仅用于钎焊铝及铝合金；

组成：

铝及可和铝形成共晶的金属铝硅共晶、铝硅铜共晶,第二章钎料,第二章钎料,共晶成分：

12.2%Si；

熔点：

577C；

缺点：

熔点接近于铝合金的熔点。

第二章钎料,

（2）银基钎料真空钎焊用钎料银铜锌钎料银铜锌镉钎料银铜锌锡钎料,用途广泛的硬钎料：

低碳钢、结构钢、不锈钢、高温合金、铜及铜合金；

难熔金属、陶瓷等；

导电、导热性能良好、耐介质腐蚀；

问题：

价格高，低银钎料的研制，如何降低熔点，如何避免脆性相。

第二章钎料,Ag-Cu-Zn钎料合金Ag-Cu共晶点780C加入Zn降低熔点，720C会产生脆性、和相、和相塑性极差Zn含量控制在35%以下Ag-Cu-Zn-Sn钎料合金进一步降低熔点加入量0.55%，熔660C过多产生脆性加入微量Ni，提高强度和耐热性。

第二章钎料,第二章钎料,第二章钎料,第二章钎料,第二章钎料,第二章钎料,2.铜磷及铜银磷钎料4.铜锗钎料,铜基钎料纯铜钎料3.铜锌钎料5.铜基高温钎料,Cu-Zn钎料：

通过Zn含量降低熔点，Cu62/Zn38（黄铜）熔点902C固熔体组织良好的强度和塑性加入Si抑制Zn的挥发加入Sn提高铺展性,第二章钎料,第二章钎料,Si氧化后与钎剂中的硼酸盐形成低熔点的硅酸盐，浮在液态钎料表面，阻止Zn的挥发。

第二章钎料,Cu-P钎料，共晶成分：

8.38wt%磷；

714CP2O5与氧化铜生成复合化合物，以液态覆盖母材表面，起保护作用。

第二章钎料,第二章钎料,第二章钎料,第二章钎料,铜基高温钎料：

BCuNiSiB（H1CuNi30-2-0.2）2730%Ni：

提高高温强度，但熔点也增加1.52.%Si、0.2%B：

降低熔点，改善润湿性工作温度可以达到600C可以达到与1Cr18Ni9Ti等强度。

第二章钎料,（4）锰基钎料加入Cr、Co可使钎料提高高温抗氧化性和热强性，接头工作温度可达600700。

第二章钎料,第二章钎料,（5）镍基钎料Ni-B共晶点1140（4%B）。

B显著提高高温强度，改善润湿性，但使溶蚀增加，形成化合物变脆。

Ni-Si共晶点1152（11%Si）。

Si可溶于Ni中形成固溶体，超过6%Si，会产生脆的化合物。

Ni-P共晶点880（11%P）。

P不溶于Ni，易形成一系列化合物变脆。

第二章钎料,第二章钎料,C的加入可降低熔点，但碳对钎料的高温强度及溶蚀性都有不良影响，故不宜多加。

Cr是镍基钎料中的主要添加元素，铬使镍固溶体强化并提高其抗氧化性。

BNi-1、2、3、4均含有Si、B、C，含B钎料对不锈钢和高温合金有晶间渗入现象，使晶界变脆，不适合焊薄件。

因B能吸收中子，故不适用于核领域。

BNi-5不含B，可焊薄件及应用于核领域，但熔点偏高。

BNi-6、7为Ni-P和Ni-Cr-P共晶成分，熔点低，流动性好,第二章钎料,第二章钎料,第二章钎料,第二章钎料,第二章钎料,（6）自钎剂钎料既能填充钎缝金属，又能起钎剂作用的钎料称之。

即自身含有起到钎剂作用的微量或一定量元素的钎料。

要求：

1）钎料内含有较强的还原剂，钎焊时能还原母材表面氧化物；

2）还原产物的熔点应低于钎焊温度，或还原产物能与表面氧化物形成低熔点的复合化合物；

3）还原产物或形成的复合化合物的粘度要小，能被液体钎料排开，不妨碍钎料的铺展。

此外，还原剂应溶于钎料中，能降低钎料的表面张力。

如：

钎焊铜的铜磷、铜磷银钎料；

含有锂的银基、铜基钎料；

钎焊不锈钢的锰基钎料等。

第二章钎料,1）铜磷钎料和铜银磷钎料P的加入自钎剂作用5CuO+2P=P2O5+5CuP2O5与CuO形成复合盐，覆盖表面防止氧化。

降低熔点钎料使用时应注意：

因钎料较脆，用于振动载荷较小的工件；

钎焊黄铜仍需加钎剂；

不能钎焊钢、镍及其合金，因P化物极脆。

第二章钎料,银基和铜基自钎剂钎料表中Cr以下的元素都可还原Cr2O3,但还原产物的氧化物大多熔点高，有的粘度大，起不到自钎剂作用。

锂的氧化物Li2O的熔点虽高，但有如下特点：

它能与许多氧化物形成低熔复合化合物；

氧化锂对水的亲和力极大，它和周围气氛中的水分作用，形成熔点为450的LiOH，它几乎能溶解所有的氧化物，同时呈薄膜状覆盖金属表面，起保护作用；

锂是表面活性物质。

第三章钎焊去膜过程,钎焊时去膜的必要性金属表面的氧化膜严重影响润湿与铺展，必须去除。

氧化膜越致密，它与金属基体的结合越牢固，它的热稳定性和化学稳定性越高，则难以去除。

通常可采用钎剂、气体介质、机械方法和物理方法清除。

钎剂既可以防止工件及钎料氧化，又可以去除其氧化膜，还可以减小表面张力促进钎料流动，配合钎焊接头的形成。

钎焊用钎剂钎剂的作用与性能要求：

去除氧化膜，为润湿、铺