钎焊接头的设计_材料科学_工程科技.ppt

,第四章 钎焊的接头设计,钎焊生产工艺流程,钎焊前零件表面处理,零件的装配和固定,钎焊工艺确定,钎焊后的处理工序,脱脂 去膜,接头设计,工艺参数的确定 钎料形状的确定 钎料数量的确定 钎料放置,热处理与清除,焊后质量检验,生产工艺流程的重要性,钎焊生产工艺流程,钎焊工艺过程,钎焊的接头设计,焊接结构对接头的要求是什么？,接头应与被连接零件具有相等的承受外力的能力.,接头设计,钎焊的接头设计,钎焊接头设计是影响钎焊质量和接头性能的重要因素. 在设计钎焊接头时必须要考虑以下几个方面： 接头的形式 钎料的放置方法 接头的定位方法 装配间隙等。,钎焊接头形式,熔焊与钎焊接头形式,搭接的接头强度最高，其次是斜接，最差的是对接，所以承受载荷的零件，一般设计成搭接的接头形式。对接只用在承受载荷很小的厚壁构件中，当钎焊薄壁零件时，可采用锁边接头以提高接头强度及密封性.,熔焊与钎焊接头形式,典型的钎焊接头,(1)平板钎焊的接头形式,(2)T形和斜角钎焊的接头形式,(3)管或棒与板的接头形式,(4)管件钎焊的接头形式,钎焊设计的基本处理方法是?,尽可能的使接头局部搭接化.,钎焊的接头设计,搭接的缺点是:一方面,增加了母材的消耗,增加结构重量;二是接头截面有突然变化,易产生应力集中。,由于受力状态的不同，在接头面积相等时，搭接接头的抗剪强度小于对接接头的抗拉强度。,当不采用搭接形式也能满足要求时,则应尽可能不用搭接接头.,钎焊的接头设计,搭边长度,钎焊的接头设计,设计原则: 接头强度与焊件的承载能力相等,示例 板件搭接钎焊 套接管接头,F管件横截面积 D管件直径,H焊件材料的厚度,钎焊的接头设计,生产中通常不是经过公式计算而是根据经验公式确定的。 生产中，薄板搭接时，对于采用银基、铜基、镍基等强度比较高的钎焊接头，采用的搭接长度取（）。 对于采用锡铅等强度比较低的软钎料接头，取（）。很薄件时为装配方便，也取（）。 但搭接长度不能大于15。搭接长度太短，不能满足强度要求，若太长，不但耗费材料，增加构件的质量，而且还会产生低应力破坏。,钎焊接头强度受钎料的强度,钎料与母材三者的配合,接头的间隙,缺陷的大小等多种因素影响.因此要兼顾材料的选择、接头的设计及钎焊操作。设计应注意： 接头中钎缝尽可能与受力方向平行 为了加热均匀，应力分布平均，接头区域的厚度尽可能接近 接头中不形成中断钎料毛细管作用的拐角 接头的间隙与钎料的体积配合恰当，防止由于钎料凝固收缩后产生不完整的钎缝或钎料的溢流。,钎焊的接头设计,设计气密性、水密性接头，采用搭接接头，适当增加搭接长度，可以提高强度，减少渗漏。,钎焊的接头设计,软钎焊采用补强接头，软钎焊一般采用薄板，很容易加工，所以使得补强很方便,钎焊的接头设计,钎焊的接头设计,线接触接头形式间隙有时是可变的，毛细作用只在有限的范围内起作用，接头强度不是太高。这种接头主要用于钎缝受压，或受力不大的结构,避免应力集中的接头,钎缝间隙值的确定,钎缝间隙是两待焊零件的钎焊面之间的距离。间隙对接头的性能有极大的影响，主要是间隙对钎焊的以下过程有： ）钎料的毛细填缝过程， ）钎料从间隙中排出钎剂残渣和气体的过程， ）母材与钎料的相互扩散过程， ）母材对钎缝合金层受力时塑性流动的机械拘束作用。,钎缝间隙值的确定,间隙偏小时强度下降原因:钎料填缝变的困难,间隙内的气体、钎剂残渣也难以排出,在钎缝内造成未钎透、气孔或夹渣。 间隙偏大时强度下降的原因：毛细作用减弱，使钎料不能填满钎缝间隙；母材对填缝钎料中心区的合金化作用消失；钎缝结晶生成柱状铸造组织和枝晶偏析。,钎缝间隙值的确定原则,）钎料对母材润湿性越好，间隙越小； ）钎料与母材作用强烈必须增大间隙； ）钎料的流动性好时，间隙小； ）钎料中含有高蒸气压组元时，间隙大； ）去膜过程对间隙值的选取有很大的影响,如右图所示,采用气体介质去膜时采用小间隙；,钎焊其它设计原则,）不应该把接头布置在焊件上有形状或截面发生急剧变化的部位，以避免应力集中；不宜安排在刚度过大的地方，防止在接头中形成很大的内应力。 ）异种材料热膨胀系数相差悬殊时，考虑采用适当的补偿垫片。,钎焊其它设计原则,）钎焊不同厚度材料的时候，有时要考虑局部加厚薄件的接头部位。 ）不应把填缝钎料在钎缝外围形成的圆弧形钎角作为一种消除应力集中的办法。由于钎角大小不易控制，难免生成铸造组织，甚至出现溶蚀和缩孔。 ）对于要求承压密封的钎焊接头，尽量考虑使用搭接接头。 ）在一些特殊情况下，要考虑在接头上开工艺孔，如:钎料以箔状放入间隙中使用，而钎焊面积较大且长宽比不大时。,间隙过小 填缝难 气体、残渣难排出 未钎透、气孔、夹渣 间隙过大 毛细作用弱 合金化不充分 铸造组织、枝晶偏析 受力时母材对钎缝支承作用减弱 最佳间隙值 钎料与母材相互作用 铅料粘度和流动性 钎剂去膜过程,Sn/Pb钎料钎焊低碳钢、黄铜和铜的最佳间隙,预置钎料的装配,除火焰钎焊和烙铁钎焊之外其余的钎焊方法均为预置钎料.,预置钎料的安置原则是什么？,1)尽可能利用钎料的重力作用和间隙的毛细作用，以保证钎料良好地填满间隙； 2)钎料填缝时，间隙中的气体或钎剂有排出通道； 3)钎料应安置在不易润湿及加热中温度较低的零件上： 4)安置要牢靠，不致在钎焊过程中因意外干扰而错动位置。,预置钎料的装配,钎料通常可作成丝状、箔片状及粉状等以供选用。粉末状钎料可用树胶或聚乙烯醇溶液作黏结剂，黏附在钎缝上.,1.应将钎料安放在钎料和母材受热时温度均匀的位置 2.且紧贴在不易润湿或加热较慢的母材上，并尽可能使熔化的钎料在钎缝中依靠重力填满间隙。,预置钎料的装配,第四章 钎焊的接头设计及焊理,钎料有明置与暗置两种方式 暗置方式同需要对零件作预先加工,切出钎料槽.增加了工作量,并降低了零件的承载能力. 因此,对薄件和简单钎焊面积不大的接头仍采用明置方式,对于钎焊面积大,构造复杂,采用暗置方式,且钎料槽应开在较厚零件上.,箔状或垫片状的钎料均应以与钎缝相同形状,稍大的面积,直接放置在钎缝间隙内,钎焊时并要加一定的压力压紧接头,以保证填满间隙. 颗粒状的钎料易散落,借以适当的粘结剂调成膏状使用为宜.,环状钎料的放置,闭合接头的结构,密闭容器要开设工艺孔,因为钎焊时容器内的空制受热膨胀,阻碍钎料填隙,也可能使填满间隙的钎料重新排出,故开设工艺孔.,涂阻流剂,为防止钎料流失要涂阻流剂。 阻流剂主要是由氧化物，如氧化铝、氧化钛或氧化镁等稳定氧化物与适当的粘接剂组成。 钎焊前将糊状阻流剂涂在邻近接头的零件表面上。由于钎料不能润湿这些物质，故被阻止流动。 钎焊后再将他去除。阻流剂在保护气氛炉中钎焊和真空炉中钎焊中用得很广。,钎焊接头的定位,钎焊接头的定位主要有两方面： 一是工件接头的定位； 二是钎料在工件中的定位。,工件接头的定位,为保证毛细作用充分有效，装配的部件在加热和冷却期间必须整齐排列放置。 预装件焊接必须在完全冷却后，才能移动组装部件。 如果在冷却前移动部件，强度将会被破坏，从而产生裂纹。,钎料的定位,接头的装配间隙,母材的线膨胀系数越大,装配间隙也越大 钎料结晶间隔温度区越大,装配间隙也越大 钎料与