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钎料选择指南

时间: 2011-07-24 08:08 来源: 作者: 点击:
钎料选择指南

市场上存在着各种各样的钎料合金。对合金的技术性,经济性要求越具体化,就越容易找到合适的钎料。有多种因素影响装配的整体性,其中部分包括:接头设计;清洁焊接表面的程序;助熔;恰当的冷却与熔剂残渣去除;加热方法;和钎料合金的选择。大多时候,设计,方法以及材料的选择都是明确的,因此,剩下的影响因素就是有限的。如何选择钎料合金呢?有什么需要预先考虑注意的吗?这就是此文要讨论的问题。

种类繁多的钎焊合金可以分为几组,在这些组里又有多种熔解温度和其他性能不同的混合物;钎焊合金的形式也是多样性的;众多钎料合金都是用来服务不同钎焊要求的。

钎料合金通常表述为在钎焊中用作填充金属以完成接头连接的材料,根据定义它的熔解温度要高于450℃ 但低于工件的熔解温度。一个钎料合金应该具备以下特点:

• 在焊接工件表面上必须保持湿润性,流动性并能通过小至 0.001 英寸的毛细管作用
• 在焊接过程中能阻挡合金分离为固态和液态状态
• 通过和焊接工件部分作用能提够牢固的结头
• 必须能够满足抗腐蚀性,延展性,热电传导性以及其他使用者要求的质量性能方面的要求。

钎料合金由多种金属组成,因此有多种熔解温度和熔解范围。迄今,我们用“熔解温度”这一词语来描述金属由固态转为液态的温度。

高,低温度对比

低温钎料,正如名字所述合金在较低温度就开始熔化。它的优点是随着加热时间的缩短其生产力提高了,并且低能耗产生了较大的经济性。尽管这样,有时还是需要具有较高熔解温度的钎料合金。

比如说,发动机元件需要在运转温度达到650℃才能工作,那么就必须使用具有较高熔解温度的钎料才可以进行焊接。其他钎料则不行,否则会导致元件失效。对于层次硬钎焊,大部分时候也需要用高温钎料。当焊接两个或更多连续并且距离相近的接头的时候通常使用层次硬钎焊。第一个接头使用高温钎料,第二则使用相对较低温度的合金, 并且在这个过程中,对第二个接头要以低于第一个接头的熔解温度予以加热。

加热方法以及一些工件的性能决定了钎料合金的温度范围。如果先完成钎焊,则需要选择高温钎料; 举个例子来说用铜或铜锌钎料( 1083-1150℃ )来焊接低碳钢合金,然后用815-870℃ 的温度规格化及硬化工件。

银 - 铜合金

银有时单独用作钎料合金,但大多时候常和其他金属比如铜共同以混合物形式存在。银 - 铜合金在温度为316℃ (低于纯铜的熔解温度)时开始熔化。银除了可以降低熔解度外还可以提高毛细管的流动性。易熔的银- 铜合金(含银72% ,铜28% )如前边所述,常用于较窄熔解度范围的炉炬焊。

铜 - 锌合金

锌常和铜共同用作合金来降低熔解温度。这类合金可用于同种母材工件的焊接,比如铜;但是,通常其抗腐蚀性不足以连接铜,硅青铜,铜 - 镍或是。铜- 锌合金常用于各种钎焊工作,最常见的比如说汽车零部件的修理。

银 - 铜- 锌合金

银,铜和锌首次共同使用是用来制造工业银钎料合金。这类合金集银 - 铜及铜- 锌合金的显著特点于一体;相比银- 铜合金,在同等银含量的的情况下它的熔解度较低。锌也可以提高金属铁的湿润度。相比铜- 锌合金,银的出现提升了合金的流动性以及抗腐蚀性。

活性合金

活泼性金属,比如说钛,同样可以添加到银合金中以使其能够直接钎焊诸如石墨,等非金属表面,这种合金通常被成为活性合金。

铜 - 磷合金

铜 - 磷基合金广泛用在铜与铜合金的连接。磷不仅能降低钎料合金的熔解温度,同样也可以与工件发生反应去除表面上的铜氧化物或生锈部分,这是钎剂应起到的作用,因此当用铜- 磷合金来钎焊铜的时候,钎剂可以省去不用。其他氧化物(比如说黄铜里的锌)则不能被磷去除,因此要想得到满意的接头钎剂是必不可少的。此类合金尤其适用于连接铜及铜合金,但也可以用于银,钨以及钼的焊接。铜- 磷合金不能用在含铁或是镍的合金上,因为铁,镍会与磷发生反应产生玻璃状的混合物,并且产生的接头容易脆化。

银 - 铜磷合金

添加 18% 的银到含铜93% ,磷7% 的合金中以改变其熔解性能与接头性能,随着银含量的增加合金的流动性也得到了提高,合金也更容易使用并且适以填充大间隙的接头。其他由于银的加入而得到提高的性能还包括延展性以及导电性。

合金形式

钎料合金以多种形式存在:棒,丝,片以及带状;其他预成型的还包括环,垫圈,盘以及块状。通常,或用在简单的面对面焊接,预成型的焊料产品则用在较长的生产流程中或是在面对面焊接不可行(缺乏经济性以及技术性)的情况下,比如可用在炉炬焊上。合金也常以膏状形式存在,焊膏含有合金粉,粘合剂以及钎剂。尽管焊膏通常比钎焊成品贵很多但在一些情况下由于操作容易性而成为首选。

经济性

焊的成本要比原材料的成本高,它包含钎焊准备时间,钎料本身的成本,加热成本以及其他需要的焊接成本。每一焊接都有许多需要权衡的环节,在计算成本的时候都要予以严格的考虑。(end)

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