原理
在釬焊中,液相線溫度低于基體金屬固相線溫度的金屬材料被用作釬料。零件和釬料被加熱,直到釬料熔化。液態(tài)釬料用于潤濕母材,填充接頭間隙,與母材溶解擴散。然后液態(tài)釬料結(jié)晶凝固,實現(xiàn)零件的連接。
釬焊變形小,接頭光滑美觀,適用于焊接蜂窩結(jié)構(gòu)板、渦輪葉片、硬質(zhì)合金工具、印刷電路板等不同材料組成的精密復(fù)雜部件。釬焊前,必須對工件進行仔細(xì)加工和嚴(yán)格清洗,以去除油污和過量的氧化膜,從而保證界面組裝間隙。間隙通常要求在0.01到0.1毫米之間。
與熔焊相比,釬焊時母材不熔化,只有焊料熔化;
與壓力焊接相比,釬焊過程中不會對焊接件施加壓力。
當(dāng)然,釬焊形成的焊縫稱為釬焊縫。釬焊用的釬料叫釬料。
釬焊工藝:表面清潔的工件以搭接方式組裝在一起,釬料放置在接頭間隙附近或間隙之間。當(dāng)工件和釬料被加熱到略高于釬料熔點的溫度時,釬料熔化(工件不熔化),通過毛細(xì)作用被吸入并填充在固體工件之間的間隙中。液態(tài)釬料和工件金屬相互擴散溶解,冷懷疑后形成釬焊接頭。
(a)焊料的潤濕和擴散
釬焊時,只有當(dāng)熔化的液態(tài)釬料很好地潤濕母材表面時,才能填充釬焊縫。焊料對基底金屬的潤濕能力可以用焊料(液相)與基底金屬(固相)之間的接觸角來表示。影響焊料潤濕基底金屬的主要因素有:
1.焊料和賤金屬的成分
如果焊料和賤金屬在固態(tài)或液態(tài)時沒有物理和化學(xué)的相互作用,它們之間的潤濕效果就很差,比如鉛和鐵。如果釬料和基體金屬能溶解或形成化合物,則認(rèn)為釬料能很好地潤濕基體金屬,如銀到銅。
2.釬焊溫度
隨著釬焊加熱溫度的升高,釬料表面張力的降低會提高釬料對母材的潤濕性,但釬焊溫度不宜過高,否則會造成釬料流失、晶粒長大等缺陷。
3.賤金屬表面的氧化物
如果基體金屬表面有氧化物,液態(tài)釬料往往會凝結(jié)成球而不被基體金屬潤濕。因此,在釬焊前必須完全去除氧化物,以確保良好的潤濕效果。
4.母材表面粗糙度
當(dāng)焊料與基底金屬的相互作用較弱時,基底金屬表面的粗糙凹槽起到特殊的毛細(xì)作用,可以改善焊料在基底金屬上的潤濕和鋪展。
5.焊料
釬劑的使用可以去除釬料和母材表面的氧化物,提高潤濕效果。
(2)焊料的毛細(xì)流動
釬焊時,液態(tài)釬料沿間隙填充釬焊縫。因為縫隙很小,像毛細(xì)管一樣,所以叫毛細(xì)管流。毛細(xì)流動能力可以決定釬料是否能夠填充釬焊縫之間的間隙。
影響液態(tài)焊料毛細(xì)流動的因素很多,如焊料的潤濕性、接頭間隙的大小等。例如,焊料對基底金屬具有良好的潤濕性,接頭具有較小的間隙,可以獲得良好的焊料流動和填充性能。
(3)焊料和基底金屬之間的相互作用
毛細(xì)間隙填充過程中液態(tài)釬料和母材之間的物理和化學(xué)相互作用對釬焊接頭的性能有很大影響,可分為兩種類型:
1.賤金屬溶解成釬料
在釬焊中,通常會發(fā)生母材向液態(tài)釬料的溶解過程,這種溶解過程可以使釬料成分合金化,提高接頭強度。然而,母材的過度溶解會增加液態(tài)焊料的熔點和粘度,并使流動性變差,這往往導(dǎo)致無法填充釬焊縫之間的間隙,同時,母材的表面可能由于過度溶解而凹陷。
2.焊料成分?jǐn)U散到基底金屬
釬焊時,釬料成分向母材的擴散有兩種方式:一種是釬料成分?jǐn)U散到整個母材晶粒內(nèi),在母材靠近釬焊縫的一側(cè)形成固溶體層,不會對接頭產(chǎn)生不利影響。另一種是焊料成分?jǐn)U散到母材的晶界,往往使晶界變脆,特別是釬焊薄零件時。
釬焊特性
(1)釬焊過程的加熱溫度相對較低,因此釬焊后焊件變形小,焊件的尺寸精度容易保證。同時,對焊接件母材的組織和性能影響不大。
(2)釬焊工藝可應(yīng)用于各種金屬材料、異種金屬以及金屬與非金屬之間的連接。
(3)多個零件或多個釬焊縫的釬焊可一次完成,生產(chǎn)率高。
(4)可釬焊極薄或細(xì)小的零件,以及厚度和厚度相差較大的零件。
(5)釬焊的缺點是釬焊接頭耐熱性比較差,接頭強度比較低,釬焊時對表面清理和焊件裝配質(zhì)量要求比較高。
釬焊的應(yīng)用
應(yīng)用范圍
釬焊
用于制造精密儀器、電器零件、異種金屬構(gòu)件和復(fù)雜薄板結(jié)構(gòu),如夾層構(gòu)件、蜂窩結(jié)構(gòu)等;它也常用于釬焊各種不同的金屬絲和硬質(zhì)合金工具
硬釬料(釬料熔點> 450℃),如銅基、銀基、鋁基、鎳基等。,具有高強度,可連接到承受載荷的零件上,并被廣泛使用,如硬質(zhì)合金工具和自行車車架。
軟焊料(焊料熔點< 450℃),如錫、鉛、鉍等。,焊接強度低,主要用于焊接不承受載荷但要求密封性能好的焊件,如容器、儀器部件等。釬焊廣泛應(yīng)用于機械、電機、儀器、無線電等制造行業(yè)。
常見釬焊缺陷及處理對策
缺乏
特征
發(fā)生原因
治療措施
預(yù)防措施
釬焊不充分
接合間隙部分未填充
1.間隙太大或太?。?/p>
2.裝配時銅管歪斜;
3.焊件表面不干凈
4.焊件加熱不夠;
5.填充金屬添加不足
重新填充未填充的部分
1.裝配間隙應(yīng)合適;
2.裝配時銅管不應(yīng)歪斜;
3.焊接前清潔焊件;
4.均勻加熱到足夠的溫度;
釬焊縫形成不良
釬料僅填充一側(cè)的接頭,圓角未完成,釬焊接頭表面粗糙
1.焊件受熱不均勻;
2.保溫時間過長;
3.焊件表面不干凈
焊接
1.均勻加熱焊接件的連接區(qū)域;
2.合適的釬焊時間;
3.焊接前清潔焊件;
氣孔
釬焊縫的表面或內(nèi)部有孔隙
1.焊件未清潔干凈;
2.釬焊接頭金屬過熱;
3.焊件潮濕;
去除釬焊縫后重新焊接
1.焊接前清潔焊件;
2.降低釬焊溫度;
3.縮短保溫時間;
4.焊接前干燥焊件;
夾渣
釬焊縫中有雜質(zhì)
1.焊件未清潔干凈;
2.加熱不均勻;
3.間隙不合適;
4.焊料雜質(zhì)過高;
去除釬焊縫后重新焊接
1.焊接前清潔焊件;
2.均勻加熱;
3.適當(dāng)?shù)拈g隙;
表面侵蝕
釬焊縫表面有凹坑或燒傷
1.焊料過多;
2.釬焊縫保溫時間過長;
機械研磨;
1.合適的釬焊溫度;
2.合適的保溫時間
焊接插頭
銅管或毛細(xì)管完全或部分堵塞;
1.焊料添加過多;
2.保溫時間過長;
3.套接字長度太短;
4.間隙過大;
拆卸并清除堵塞,然后重新焊接
1.加入適當(dāng)溶膠;
2.適當(dāng)?shù)谋貢r間;
3.合適的插座長度;
氧化
焊接件的表面或內(nèi)部被氧化成黑色
1.用氧化火焰加熱;
2.不使用霧化助焊劑;
3.內(nèi)部無氮氣保護或充氮不足;
研磨去除氧化物并干燥
1.使用中性火焰加熱;
2.使用霧化助焊劑;
3.內(nèi)部氮氣保護;
釬料
焊料流到焊件表面,沒有焊料或液滴
1.焊料添加過多;
2.直接加熱焊料;
3.加熱方式不正確;
表面的焊料應(yīng)該磨光
1.加入適量的焊料;
2.不要直接加熱焊料;
3.正確加熱。
滲漏
工件發(fā)生泄漏
1.加熱不均勻;
2.焊縫過熱,磷蒸發(fā);
3.焊接火焰不正確。導(dǎo)致碳沉積或氧化;
4.孔隙或夾渣。
拆卸和清潔后重新焊接或補焊
1.均勻加熱并均勻加入釬料;
2.選擇正確的火焰進行加熱;
3.焊接前清潔焊件;
4.焊接前將焊件干燥。
超級燃燒
內(nèi)外表面氧化皮過多,有脫落現(xiàn)象(無外力自然脫落)。焊接接頭形狀粗糙、不光滑、發(fā)黑,嚴(yán)重的外殼有開裂現(xiàn)象
1.釬焊溫度過高(使用氧化火焰過高);
2.釬焊時間太長
3.焊接口被連續(xù)加熱和填充
用高壓氮氣或干燥空氣體對銅管內(nèi)外進行吹掃
1.控制加熱時間;
2.控制加熱溫度
本文編輯:糖糖
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第二步:
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