钎焊及高频焊简介.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除钎焊钎焊目录 钎焊基本知识概述 钎焊的特点及应用特点 钎料和钎剂 钎焊常用的工艺方法 钎焊接头 钎焊的分类 钎焊后清洗 钎焊接头的质量检验 钎焊接头缺陷的检验方法 常用金属材料的钎焊 钎料及其选用 钎焊操作中的安全与防护 国外焊接技术最新进展情况 ( 钎焊 ) 钎焊接头缺陷的检验方法 常用金属材料的钎焊 钎料及其选用 钎焊操作中的安全与防护 国外焊接技术最新进展情况 ( 钎焊 ) 钎焊 soldering and brazing 用比母材熔点低的金属材料作为钎料，用液态钎料润湿母材和填充工件接口间隙并使其与母材相互扩散的焊接方法。钎焊变形小，接头光滑美观，适合于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件，如蜂窝结构板、透平叶片、硬质合金刀具和印刷电路板等。钎焊前对工件必须进行细致加工和严格清洗，除去油污和过厚的氧化膜，保证接口装配间隙。间隙一般要求在 0.010.1毫米之间。编辑本段钎焊基本知识概述1.1 概念 钎焊：利用熔点比母材低的填充金属（称为钎料），经加热熔化后，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，实现连接的焊接方法。 较之熔焊，钎焊时母材不熔化，仅钎料熔化； 较之压焊，钎焊时不对焊件施加压力。 钎焊形成的焊缝称为钎缝。 钎焊所用的填充金属称为钎料。 钎焊过程： 表面清洗好的工件以搭接型式装配在一起，把钎料放在接头间隙附近或接头间隙之间。当工件与钎料被加热到稍高于钎料熔点温度后，钎料熔化（工件未熔化），并借助毛细管作用被吸入和充满固态工件间隙之间，液态钎料与工件金属相互扩散溶解，冷疑后即形成钎焊接头。 1.2 焊接材料 1.2.1 钎料：即钎焊时用做填充金属的材料。 1.2.1.1 对钎料的基本要求： 低于工件金属的熔点； 有足够的浸润性（钎料流入间隙的性能）； 有与工件金属适当的溶解和扩散能力； 焊接接头应具有一定的机械性能和物理、化学性能。 1.2.1.2 分类 根据熔点不同，钎料分为软钎料和硬钎料 软钎料：即熔点低于450的钎料，有锡铅基、铅基（T150，一般用于钎焊铜及铜合金，耐热性好，但耐蚀性较差）、镉基（是软钎料中耐热性最好的一种，T=250）等合金。 软钎料主要用于焊接受力不大和工作温度较低的工件，如各种电器导线的连接及仪器、仪表元件的钎焊（主要用于电子线路的焊接） 常用的软钎料有：锡铅钎料（应用最广、具有良好的工艺性和导电性，T 60-80C流动热水冲洗10 -10 min o放在6575C，Cr032H3r045水溶液中浸泡5m in,再用冷水冲洗，热水煮，黔冷水浸泡8h。编辑本段钎焊接头的质量检验（一）钎焊接头的缺陷纂钎焊接头内常见的缺陷及其成因如下：今1.填隙不良，部分间隙未被填满产生原因：（l）接头设计不合理，装配间隙过大或过小，装配时零件歪季斜。(2)钎剂不合适，如活性差，钎剂与钎料熔化温度相差过大，绮剂填隙能力差等；或者是气体保护钎焊时气体纯度低，真空钎焊时真空度低。（3)钎料选用不当，如钎料的润湿作用差，钎料量不足。蒙(4)钎料安置不当。（5）钎焊前准备工作不佳，如清洗不净等。套(6)钎焊温度过低或分布不均匀。2钎缝气孔产生原因：(1)接头间隙选择不当。（2)钎焊前零件清理不净。(3)钎剂去膜作用或保护气体去氧化物作用弱。(4)钎料在钎焊时析出气体或钎料过热。3.钎缝夹渣产生原因：(1)钎剂使用量过多或过少。(2)接头间隙选择不当。（3)钎料从接头两面填缝。(4)钎料与钎剂的熔化温度不匹配。(5)钎剂比重过大。(6）加热不均匀。4.钎缝开裂产生原因：1由于异种母材的热膨胀系数不同，冷却过程中形成的内应力过大。(2)同种材料钎焊加热不均匀，造成冷却过程中收缩不一致。(3)钎料凝固时，零件相互错动。(4)钎料结晶温度间隔过大。(4)钎料结晶温度间隔过大。(5)钎缝脆性过大。5.钎料流失产生原因：1)钎焊温度过高或保温时间过长。(2)钎料安置不当以致未起毛细作用。(3)局部间隙过大。6.母材被溶蚀产生原因：(1)钎焊温度过高，保温时间过长。(2)母材与钎料之间的作用太剧烈。（3)钎料量过大。编辑本段钎焊接头缺陷的检验方法钎焊接头缺陷的检验方法可分为无损检验和破坏性检验。1.外观检查乱外观检查是用肉眼或低倍放大镜检查钎焊接头的表面质量，如钎料是否填满间隙，钎缝外露的一端是否形成圆角，圆角是否均匀，表面是否光滑，是否有裂纹、气孔及其它外部缺陷。2表面缺陷检验熟表面缺陷检验法包括荧光检验、着色检验和磁粉检验。它们用沫检查外观及检查发现不了的钎缝表面缺陷，如裂纹、气孔等。荧睡检验一般用于小型工件的检查，大工件则用着色探伤法，磁粉检淞法只用于磁性金属。3.内部缺陷检验爵采用一般的X射线和，射线、超声波和致密性检验。窿X射线和y射线是检验重要工件内部缺陷的常用方法，它可显示钎缝中的气孔、夹渣、未钎透以及钎缝和母材的开裂，超声波检验所能发现的缺陷范围与射线检验相同。豁钎焊结构的致密性检验常用方法有一般的水压试验、气密试黔、“透试验、煤油渗透试验和质谱试验等方法。其中水压试验犷于高压容器，气密试验及气渗透试验用于低压容器，煤油渗透试彝用于不受压容器；质谱试验用于真空密封接头。编辑本段常用金属材料的钎焊一、碳素钢及低合金钢的钎焊碳素钢表面的氧化物为FeO,Fe203等。低合金结构钢表面除了生成氧化铁以外，还可能生成合金元素的氧化物。除了铬、铝的氧化物影响较大以外，其它氧化物都较易清除。（一）钎料碳素钢、低合金钢软钎焊时，可采用各种软钎料，其中以锡铅钎料应用最广泛。使用HISnYb10锡铅钎料钎焊的低碳钢接头抗拉强度为93MPa，抗切强度为37MPa。当采用 HlSnrbs8-2钎料时，则分别提高到113MPa及49MPa。当采用铜、铜基钎料及银基钎料进行硬钎焊时，可获得较高的接头强度。例如使用HUL钎料时，接头抗拉强度为323MPa，抗切强度为a o当使用BAg40Cuf-nUd钎料时，则分别提高到38sMPa及203MPa。（二）钎剂软钎焊时，钎剂采用氯化锌水溶液或氯化锌、氯化钱水溶液。使用铜基钎料时，采用硼砂硼酸类钎剂或Q7301。用银基钎料时，采用QJ1o1,QJ1o2等。二、不锈钢的钎焊由于不锈钢含有铬、钥、钦等合金元素，所以它的表面氧化物种类也很多，其中铬及钦的氧化物化学稳定性最好。必须采用活性很强的钎剂以及保护气体或真空度高的钎焊方法。（一）钎料根据钎焊件的使用要求、钎焊接头的性能、钎焊温度等，可选用不同的软钎料及硬钎料。（二）钎剂由于铬会形成稳定的氧化物，因此应该采用活性很强的钎剂。软钎焊时，必须采用氯化锌盐酸溶液、氯化锌一氯化钱盐酸溶液或磷酸。硬钎焊时，在用银铜锌、银铜锌锡钎料时可采用Q7101,QJIV2。用铜基钎料钎焊时，应采用含氟化钙的QJZOOo编辑本段钎料及其选用(1)钎料应具有合适的熔化温度范围，至少应比母材的熔化温度范围低几十度。2)在钎焊温度下，应具有良好的润湿性，以保证充分填满钎缝间隙。3)钎料与母材应有扩散作用，以使其形成牢固的结合。(4)钎料应具有稳定和均匀的成分，尽量减少钎焊过程中合金元素的损失。(5)所获得的钎焊接头应符合产品的技术要求，满足力学性能、物理化学性能、使用性能方面的要求。(0)钎料的经济性要好。应尽量少含或不含稀有金属和贵重金属。还应保证钎焊的生产率要高。(7)钎料应具有加工变形能力，以便于制成各种形状。二、钎料的分类1.按照钎料的熔化温度范围分（1)熔点低于450的钎料称为软钎料如稼基、秘基、锢基、锡基、铅基、福基、锌基等合金。(2)熔点高于450 C的钎料称为硬钎料（俗称难熔钎料）如铝基、镁基、铜基、银基、锰基、金基、镍基、把基、钦基等合金。2.按照钎料的主要合金元素分钎料按其主要合金元素可分为锡基、铅基、铝基等钎料。3.按照钎料的制成形状分钎料按其制成形状可分为丝、棒、片、箔、粉状或特殊形状钎料（例如环形钎料或膏状钎料等）。编辑本段钎焊操作中的安全与防护一、浸沾钎焊操作安全与防护浸沾钎焊分为盐浴钎焊和金属浴钎焊两种。它们是将钎焊件局部或整体浸入熔融的盐液或熔态钎料中进行加热和钎焊的方法。浸沽钎焊的优点是加热速度快，生产效率高，液态介质保护焊件不氧化。特别适用于大规模连续性生产。缺点是能源消耗量大，钎焊过程中从熔盐中挥发出大量有害气体，严重污染环境。因此浸沾钎焊操作的人身安全。盐浴钎焊时所用的盐类，多含有氯化物、氟化物和氰化物，它秀们在钎焊加热过程中会严重地挥发出有毒气体。另外在钎料中又、含有挥发性金属，如锌、锡、铅、铰等，这些金属蒸气对人体十害，如铰蒸气甚至有剧毒。在软钎焊时，钎剂中所含的有机溶液蒸退发出来的气体对人体也十分有害口因此，属蒸气，必须采取有效通风措施进行排除。另外，在浸沾钎焊过程中，特别重要的是要把浸入盐浴槽中的：焊件必须烘烤十分干燥，不得在焊件上留有水分，否则当浸入盐浴槽时，瞬间即可产生大量蒸气，使溶液飞溅，发生剧烈爆炸，造成严：重的火灾和烧伤人体，在向盐浴槽中添加钎剂时，也必须事先把钎擎剂充分烘干，不仅要求除晶水，否则也会引发爆炸。二、感应钎焊操作安全与防护感应钎焊是将钎焊件放靠感应电流加热焊件。生产实践表明，感应钎焊时电流频率使用范围较宽，一般可在10-,UVkHz间选用。目前商售高和真空管式高频电源都可用于感应钎焊。一高频感应加热电源在工作过程中高频电磁场泄漏严重，对其周围环境构成严重电磁波污染，主要表现为无线电波干扰和对人员身、体健康的危害两个方面，同时污染的强度又和高频电源的功率成正圣比，所以在进行感应钎焊时，必须对高频电磁场泄漏采取严护措施，以降低对环境和人体的污染，使其达到无害的程度高频电磁场对人体的危害主要是引起中枢神经系统的机能障碍和交感神经紧张为主的植物神经失调。主要症状是头昏、头痛、全身无力、疲劳、失眠、健忘、易激动，工作效能低，还有多汗消瘦等症状发生。但是造成上述机能的障碍，不属于器质性的改变，只要脱离工作现场一段时间，人体即可恢复正生产实践经验表明，对高频加热电源最有效的防护是对其泄漏出来的电磁场进行有效地屏蔽。通常是采用整体屏蔽，即将高频设备和馈线、感应线圈等都放置在屏蔽室内，操作人员在屏蔽室外进行操作。屏蔽室的墙壁一般用铝板、铜板或钢板制成，板厚一般为1. 2- 1. 5mm。操作时对需要观察的部位可装活动门或开窗口，一般用40目（孔径0. 450mm）的铜丝屏蔽活动门或窗口。对于功率较大的高频设备还可用复合屏蔽的方法增强防护效果。通常是在屏蔽室内将高频变压器和馈线等高频泄漏源先用金属板或双层金属网进行局部屏蔽，为了解决高场强的近区装置的发热间题，屏蔽罩需留有适当的缝隙，以切断感生电流，这当然对高频防护是不利的。此外，为了高频加热设备工作安全，要求安装专用地线，接地电阻要小于4n。而在设备周围，特别是工人操作位置要辅耐压35kV绝缘橡胶板。设备启动操作前，仔细检查冷却水系统，只有当水冷系统工作正常时，才允许通电预热振荡管。设备检修一般不允许带电操作，如实在需要带电检修，操作者必须穿绝缘鞋，带绝缘手套，必须另有专人监护。停电检修时，必须切断总电源开关，并用放电棒将各个电容器组放电后，才允许进行检修工作。三、炉中钎焊操作安全与防护炉中钎焊包括气体保护炉中钎焊和真空炉中钎焊两种。常用的保护气体为氢、氢和氮气。氨、氮气体不嫩烧，使用时比较安全。氢为易燃易爆气体，使用时要严加注意。防止氢气爆炸的主要措施有加强通风，除氢炉操作间整体通风外，设备上方要安装局部排风设施，设备启动前必须先开通风，定期检查设备和供气管道是否漏气，若发现漏气必须修复后才能使用。氢炉启动前，应先向炉内充截气以排除炉内空气，然后通HZ排NZ,绝对禁止直接通H：排除护内空气。熄炉时也要先通N：排H：，然后才可停炉。密闭氢炉必须安装防爆装置，氢炉旁边应常备氮气瓶，当HZ气突然中断供气时应立即通氮气保护炉腔和焊件。此外，HZ炉操作间内禁止使用明火，电源开关最好用防爆开关，氢炉接地要良好等。真空炉使用安全可靠，操作时要求炉内保特清洁，真空炉停炉不工作时也要抽真空保护，不得泄漏大气。全钎焊完毕时，炉内温度降到400 C以下，才可关闭扩散泵电棘，待扩散泵冷却低于70 C时才可关闭机械泵电源，保证钎焊件知炉腔内部不被氧化。禁止在真空炉中钎焊含有Zn,Mg,P,Cd等易蒸发元素的金属或合金，以保持炉内清洁不受污染。编辑本段国外焊接技术最新进展情况 ( 钎焊 )由于焊接的热输入是可选择的，所以为激光束钎焊在电子行业的封装陶瓷玻璃外壳应用开辟了新的途径。在氧化铝基体材料上、在D263窗玻璃（硼硅酸玻璃）平块窗玻璃上和两块平块窗玻璃上用膨胀系数相当的玻璃钎料进行的钎焊试验表明，钎焊接头没有任何裂缝，气孔率低，密封性好，不漏氦气。 电弧螺栓钎焊（ASB）已经达到适合作为制造业连接技术的阶段。例如：现在它已经应用于连接高碳钢的钢板和螺栓，在普通焊接中，零件会变得更硬且脆，甚至对于直径为16mm的螺栓，熔深实际为零。而ASB则大大减少了氢致裂缝，由于金属间相的存在，提高了硬度，因此能够在非合金钢和合金CrNi钢之间进行螺栓连接。 最初的试验表明，甚至能将CrNi螺栓与铝板钎焊到一起。使用与螺栓焊相同的设备技术也可进行电弧螺栓钎焊，特别是短时间抬起起弧的方案极其适合。在电弧螺栓钎焊中，不象螺栓焊那样电弧在被连接的零件之间产生通常的熔池。 下面的实例表明了ASB应用的可能性。 例如：对于0.8l的9ISZV的铁轨材料，用箔钎料进行ASB焊接达到了很好的效果，在拉伸和折弯试验中，试件被损坏，螺栓未受影响，而且可以被折弯到90o；另一项是在建筑监管部门使用的电弧螺栓钎焊也获得了良好的结果。使用ASB技术，甚至可以将16mm的“黑色”螺栓钎焊到“白色”的钢板上（CrNi，厚度为2.5mm）。当板材厚度达到1.5mm时，ASB接头的强度要低于螺栓的焊缝，但高于普通火焰钎焊的接头。当板厚1.5mm时，在同样的材料之间，ASB接头的强度与螺栓焊的接头相同。对这两种焊接进行比较，电弧螺栓钎焊所需的热量输入大大降低，大大减少了熔深，并且强度高，甚至对于对硬度增加敏感的钢材也是如此。 随着镁作为制造材料的增加，钎焊技术也得到相应的发展，AZ91A和AZ31是作为基体材料的。根据漫流实验的测试结果，Mg-Zn合金可以用来作为钎焊钎料，不同的纯金属箔用来作为点钎焊试验的消耗材料。研究表明，用Mg-Zn钎焊焊料可以连接钎焊AZ91A材料。对于点钎焊来说，铝箔是最适合的消耗材料。 为了进行氧化铝和金属的钎焊，还开发了钯基高温钎焊合金。它除了高熔化温度（1555）和抗氧化特性外，钯可以与许多元素形成晶体，这就有可能根据需要开发钎料，铬、钒、钛和钇可作为合金元素加入。在钎焊氧化铝（Al300含有97.6的Al2O3，并把CaO和SiO2作为冶金粉末加入；Al997含有99.7的Al2O3）的过程中，对钯钎焊合金的浸润特性和钎接特性进行了实验研究。为此，不仅使用Pd-6Cr、Pd-10Cr和Pd-6V钎焊合金制作金属箔，而且也使用纯的钯、钛、钇、钒和铬元素钎焊合金制作金属箔。 由于氧化的问题，不可能清楚地认识合金金属箔的浸润特性。似乎Al 997可以浸润，而 AI 300不能。与此形成鲜明对照的是，在现场用 Al 300制作的合金却表现出良好的浸润特性，所有的钎焊合金在室温下都能获得较高的连接强度。用Pd6Cr焊制的接头其强度可以耐1000的高温。高频焊高频焊利用流经焊件连接面的高频电流所产生的电阻热作为热源，使焊件待焊区表层被加热到熔化或塑性状态，同时通过施加（或不加）顶锻力，使焊件达到金属间结合的一种焊接方法。 高频焊的基础在于它应用了高频电流的两大效应：集肤效应和邻近效应。 集肤效应当导体通以交流电流时，导体断面上出现的电流分布不均匀，电流密度由导体中心向表面逐渐增加，大部分电流仅沿导体表层流动的一种物理现象。导体的电阻率越低、磁导率越大、电流的频率越高，其集肤效应越显著。 邻近效应当高频电流在两导体中彼此反向流动或在一个往复导体中流动时，电流会集中于导体邻近侧流动的一种特殊的物理现象。 高频焊原理借助高频电流的