钎焊
以低熔金属为媒的连接艺术
钎焊是利用熔点比被焊金属低的钎料熔化后依靠毛细管作用填满接头间隙,并与母材之间相互扩散实现连接的一种焊接方法。
1）钎焊接头平整光滑，外形美观。
2）钎焊时只有钎料熔化，而对母材的加热温度较低，因此对母材的组织和性能影响较小。
3）钎焊时焊件变形小，尤其是采用整体加热的钎焊方法，如炉中钎焊，焊件的变形可减小到最低程度。
4）可以连接异种金属或金属与非金属。
分类及应用
1
按钎焊加热温度分
低温钎焊(450℃以下)
中温钎焊(450~950℃)
高温钎焊(950℃以上)
通常将450℃以下的钎焊称为软钎焊；加热温度在450℃以上的称为硬钎焊。
2
按加热方法分
钎焊接头设计
钎焊接头的设计是影响钎焊接头性能的重要因素之一，在设计钎焊接头时必须考虑以下几方面：
1
钎焊接头形式
钎焊接头形式较多，但经常使用的有搭接、对接、斜接及T形接等四种基本形式，如图1所示：
图1 钎焊接头的基本形式
搭接接头的强度最高，其次是斜接，最差的是对接，所以承受载荷的零件，一般采用搭接接头；对接只有在承受载荷很小的厚壁构件中采用。薄壁零件钎焊时可采用锁边接头，以提高接头强度及密封性，如图2所示。
图2 锁边接头
2
搭接长度
如搭接长度太长，就会耗费材料，增加构件重量；但搭接长度太短，不能满足强度要求。在生产实践中，搭接长度通常为钎焊金属厚度的3~4倍，但却很少超过15mm。因为搭接长度超过15mm以上时钎料很难填满间隙，往往形成大量缺陷，很难获得高质量的钎缝。
3
接头的装配间隙
接头装配间隙大小是影响钎缝致密性和接头强度的关键因素之一。间隙过小，会妨碍钎料的流入；间隙过大，则破坏钎料的毛细管作用，钎料不能填满接头的间隙，致使接头强度降低。
间隙的大小与钎料和钎焊金属有无合金化、钎焊温度、钎焊时间、钎料的安置等有直接关系。一般来说，钎料与钎焊金属之间相互作用较弱，则要求较小的间隙；钎焊金属与钎料的相互作用较强，间隙就要求较大。这里所要求的间隙是指在钎焊温度下的间隙，与室温时不一定相同。重量大小相同的同种金属接头，在钎焊温度下的间隙与室温差别不大；但重量相差悬殊的同种金属及异种金属的接头，由于热膨胀量不同，因此在钎焊温度下的间隙与室温不同，在这种情况下，设计时必须考虑保证在钎焊温度下接头的间隙。
钎料选择
1
对钎料的要求
钎料是钎焊时使用的填充材料，对钎缝质量有着重要影响。钎料应符合下列基本要求：
1、合适的熔化温度，一般应低于被焊金属熔点几十度以上。
2、在钎焊温度下能很好地润湿被钎焊的金属，并易于填充钎缝的间隙。
3、与钎焊金属有相互扩散作用，以获得牢固的接头。
4、成分稳定且均匀，不含对被焊金属有害的元素。
5、能满足钎焊接头的力学、物理及化学性能方面的要求。
此外，也必须考虑钎料的经济性、应尽量少用或不用稀有金属和贵重金属。
2
钎料的分类
1、按钎料化学成：
可分为镓基、锡基、铝基、镉基、铟基、铋基、锌基、铅基、银基、铜基、锰基、锆基、钛基、金基、钯基、铂基和铁基等钎料。
2、按钎料的熔点：
可分为熔点低于450℃的软钎料，锡、铅、铋、铟、镉、锌等金属的合金；
熔点为450℃以上的硬钎料，铝、铜、银、镁、锰、金、钯、钼、钛等金属的合金。
钎焊工艺
1
焊件的表面处理
钎焊前焊件的表面处理包括去油、除氧化膜及在钎件表面镀覆镀层。钎件表面镀覆镀层是为改善钎料对某些基体材料表面的润湿性，防止钎料与母材间相互作用而导致对接头质量产生不良影响(如防止产生裂纹、减少界面产生脆性化合物等)而所为。
2
装配与固定
钎焊接头在钎焊过程中，特别是钎料开始流动时，必须保持设计时的正确位置，并保证其要求的间隙。为此，在钎焊装配时要用各种方法固定焊件，如紧配合、点焊及夹具定位等。典型接头的固定方法见图3。
图3 钎焊接头的固定方法
3
钎料的放置
钎料的放置应保证使钎料和钎焊金属加热温度均匀，并尽可能使钎料在钎焊过程中依靠重力流入接头。钎料流入间隙的方向应对钎缝中的气体或钎剂的排除有利。
4
钎焊工艺参数
钎焊工艺参数主要是钎焊温度和保温时间。钎焊温度应根据钎料确定，通常选择略高于钎料液相线温度，以保证钎料能填满间隙；保温时间视焊件大小和钎料与母材的相互作用剧烈程度而定。一般来讲，焊件越大，钎料与母材的相互作用越弱，保温时间应越长。
5
钎焊后清洗
钎焊时，有时为了改善钎焊性需要使用钎剂。钎剂的主要作用是去除焊件和钎料表面的氧化膜，并使其在钎焊过程中焊件不再被氧化。另外，钎剂可改善钎料对焊件的润湿性。但是，钎剂残渣对钎焊接头有腐蚀作用，因此，焊后需要将接头清洗干净。清洗方法因使用钎剂不同而异。
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