钎焊方法及工艺

。1.钎焊方法和工艺，IWE-3/1.22-23，1.1钎焊不同于熔焊。它采用液相线温度低于基体金属固相线温度的金属材料作为钎料，加热基体金属和钎料直至钎料熔化，用液态钎料润湿基体金属，填充接头间隙，与基体金属溶解扩散，实现基体金属的连接。钎焊是一种用于材料连接或材料涂覆的热连接方法。焊接是通过钎料熔化或接触的扩散作用在接头处实现的，母材没有达到熔化温度。每种钎料应具有两个与母材相关的特性：1)钎料的熔点应低于母材的熔点；2)钎料应在基底金属上润湿，即钎料和基底金属之间的界面间隙应通过扩散形成合金。工作温度是指钎焊位置焊料润湿条件下的最低表面温度。450900软钎焊硬钎焊高温钎焊，焊接和硬焊温度分布的比较。嘿。1.2钎焊的基本原理钎焊：的生产过程包括钎焊前的准备、零件的组装和固定、钎焊、钎焊后的清洗和质量检查。钎焊过程应包括熔融焊料的填充过程以及焊料和基底金属之间的相互作用。(1)熔融焊料的填充过程：实现这一过程的必要条件：焊料的润湿和毛细作用。影响焊料润湿效果的主要因素是焊料和基底金属的成分。钎焊湿度：基底金属表面的氧化物；贱金属的表面粗糙度；焊剂。(2)钎料与基体金属的相互作用。这种效应可以分为两种类型：一种是固体基底金属溶解成液体焊料；另一个是液态焊料向基底金属的扩散。这些相互作用对钎焊接头的性能有很大影响。1.3钎焊方法的分类应根据所使用的热源进行命名和分类，如表1所示。典型的钎焊方法介绍了图2中常见的钎焊方法。1.6钎焊接头设计(1)设计原则：首先考虑接头强度；其次，考虑组件的装配定位和尺寸精度。钎焊填充金属的放置；接缝间隙等。(1)搭接长度是保证接头和母材具有同等承载能力的关键。搭接长度L=公式：抗拉强度b母材(MPa)抗拉剪切强度钎焊接头(MPa)厚度母材a3354安全参数，在生产实践中，强度较高的钎焊接头如银基、铜基和镍基的搭接长度通常取为薄零件厚度的2-3倍；对于用诸如锡和铅的焊料钎焊的接头，优选为薄片厚度的4-5倍，但是不希望搭接长度大于15毫米。因为此时难以用钎焊填充金属填充间隙，所以经常形成大量缺陷。由于工件形状不同，搭接接头的具体形式也不同。图3平板钎焊接头形式，图4管道钎焊接头形式，图5T和斜面钎焊接头，图6端面密封接头，图7管道或杆与板的接头形式，图8线接触钎焊接头，和(2)接头与载荷的关系问题。接缝设计应避免荷载作用下接缝处的应力集中，还应特别注意荷载作用下接缝设计的合理性，如撕裂、冲击和振动。图9列出了一些例子。图9动载荷或重载荷下接头的合理或不合理设计(15)。在钎焊过程中，被加热和膨胀的空气会阻碍填充金属填充间隙，并且还会重新排列已经填充间隙的填充金属，如图10所示。图10是打开工艺孔的示意图，以及(4)接头间隙的尺寸极大地影响钎焊接头的强度和钎焊接头的紧密度。因为钎焊依靠毛细作用力来填补间隙。如果间隙太小，钎料很难流入，并且在钎焊缝中形成夹渣或不完全的钎料，导致接头强度降低：如果间隙太大，毛细作用减弱，钎料可以填充间隙，接头的致密性会变差，强度会降低。(3)质量在2.1 A)中钎焊材料的基本要求合适的熔化温度范围通常低于母材。b)在钎焊温度下具有良好的润湿效果，可以填充接头间隙；c)与母体金属的物理和化学相互作用应确保它们形成牢固的结合；d)成分稳定，钎焊温度下的元素损失尽可能减少：稀有金属和贵金属很少或不含；e)能满足钎焊接头的物理、化学和机械性能。嘿。2.2、焊料的分类(重点)两大类：软焊料(易熔焊料，熔点低于450)；硬焊料(难熔焊料，熔点高于450)。软焊料主要包括铋基、铟基、锡基、镉基、锌基和铅基焊料。钎料主要包括铝、银、铜、锰、镍、金、钯、镁、钼和钛。(1)最广泛使用的焊料是锡铅焊料。高锡铅合金中锡含量为61.9%时，形成熔点为183的共晶。纯锡的强度随着铅的加入而增加，在普通产品成分附近强度和硬度最高，但电导率随着铅含量的增加而降低。锡铅合金中有时会加入锑，以降低液态焊料的氧化程度，提高接头的热稳定性。锑一般控制在3%以下，以避免易碎的焊料。加入银可以细化晶粒，提高耐蚀性。锡铅焊料的工作温度不能太高，当温度高于100%时；强度急剧下降，含锡量高的锡铅材料在低温下具有冷脆性。锡铅焊料已被纳入该国(GB3131-88)。由于其高强度，钎焊填充金属可用于钎焊承受应力的部件，并被越来越广泛地使用。用于钎焊钢和铜的镍基钎料、用于钎焊铝的铝基钎料等高温场合越来越受到重视。铜基钎料铜基钎料由于其良好的经济性，已广泛用于钎焊钢、合金钢、铜和铜合金。标准GB64l8-93将铜基焊料粉分为铜、铜锌和铜磷焊料。(2)银基钎料银基钎料是最广泛使用的钎料类型。因为熔化温度不是很高，所以它们可以润湿许多金属，并具有良好的强度、延展性、导热性、导电性和耐腐蚀性。广泛用于低碳钢、结构钢、不锈钢、铜及铜合金、可伐合金、难熔金属等的钎焊。(3)钎料的主要目的是除去基体金属和液态钎料表面的氧化物，保护基体金属和钎料在加热过程中不被进一步氧化，并改善钎料对基体金属表面的润湿性。钎料应满足以下条件：有足够的能力去除母材和钎料表面的氧化物；(2)熔化温度和最低活性温度略低于焊料的熔化温度；(3)在钎焊温度下具有足够的润湿能力。(1) GB/T 15829.1-1995软钎焊用钎焊液的分类；标记和包装GB/T15829.2-1995钎焊剂树脂钎焊剂GB/T15829.3-1995钎焊剂有机钎焊剂GB/T15829.4-1995钎焊剂无机钎焊剂JB/T6045-1992钎焊剂。3。各种材料的钎焊，(1)材料的钎焊性能是指材料对钎焊加工的适应性，即在一定的钎焊条件下，材料能够容易地获得高质量的接头。1)可焊性首先与材料表面上形成的氧化物成分和易去除性有关。例如，铜和铁的表面氧化物稳定性低且易于去除，因此可焊性好；氧化铬稳定性高，不易去除。含铬金属必须用高活性钎料或高纯还原气体去除。去除可焊性相对较差的铝氧化物更加困难。(2)钎焊性能也表现在钎焊加热温度对工件材料组织和性能的影响上。例如，硬铝基二氧化硅的固相线温度下降前者可焊性好，而后者可焊性差。4)可焊性还与工件材料作用于钎料后产品的性能有关。钛和钛合金与大多数钎料的相互作用会在界面区形成脆性化合物相，钛的钎焊性能较差。例如，低碳钢在炉内钎焊时需要较低纯度的保护气氛，而含铝、钛和其他元素的高温合金只有在真空钎焊时才能获得良好的钎焊接头。简而言之，可焊性不仅取决于材料本身，还取决于焊料、焊剂和钎焊方法，因此必须根据具体情况进行评估。(2)钎料的选择原则和应用要求；钎料和母材的相互匹配；经济前景等。表4显示了适用于各种材料组合的钎料。钎料的选择应从以下几个方面考虑：(1)从使用要求出发，低强度要求、低工作温度的钎焊接头可以采用软钎焊；对于导电性好的电气零件，应选择含锡量高的锡铅钎料或含银量高的银基钎料；(2)选择钎料时，应考虑钎料和基体金属之间的相互作用。(3)选择钎料时，还应考虑钎焊加热温度的影响。(4)钎焊加热方式对钎料的选择也有一定的影响。(5)从经济角度来看，(4)钎焊质量控制与熔化焊接质量控制相同。钎焊质量控制越来越受到各国的重视。在欧洲，已经颁布了许多相关的标准和法规，包括钎焊接头的检查、钎焊的工艺评定、钎焊操作人员的培训和考试认证等。在本节中，仅列出以下相关标准和法规。Enl3133(2000)钎焊工人的检查ENl3134(2000)钎焊过程的评估ENl2797(2000)钎焊接头的破坏性检查ENl2799(2000)钎焊接头的非破坏性检查ENl8279(2003)钎焊接头中的不规则性(缺陷)DVSRichtLine-1183(2002(2002)金属材料钎焊培训课程，1.塑料类型。塑料是人造合成材料，主要由高分子量合成树脂组成(合成树脂是高分子化合物，也称为聚合物。生产塑料的原料含有碳，如石油、天然气、木材、煤、乙烷等。属于有机化学的范畴。这些物质中存在不饱和键，如单分子、单体乙烯、氯乙烯等。这些单分子和单体物质可以通过化学反应形成多分子(也称为大分子)多体物质，如聚乙烯和聚氯乙烯。将具有单一分子结构的物质(主要是气体或液体)转化为具有多分子结构的物质的过程称为聚合。塑料的结构由链状分子或纤维状分子组成。类似于棉花的网状纤维，它们是无序缠绕的。根据分子链的结构，塑料可分为热塑性塑料、弹性塑料(合成橡胶)和热固性塑料(图1)。实际上，人们使用的塑料不是纯塑料，而是一些辅助材料，如稳定剂、增强剂和着色剂等。从而获得特殊性能并降低成本。(1)热塑性塑料受到链分子的“缠绕”作用，即分子运动的阻碍作用。当加热时，塑料不仅像水一样是固定的液体形式，而且处于不同的状态，即硬-弹性-塑料-热塑性，达到热塑性状态，并且可以被焊接。在一定温度下，热塑性塑料可以达到热塑性状态，甚至熔化和流动，冷却后，它们变成一定的形状。热塑性塑料易于加工和成型，固态时具有一定的塑性，可以像金属一样进行冷加工。由于这些特性，热塑性塑料适用于二次或多次加工和焊接。由于分子结构不同，其材料的强度特性也不同。图2热塑性塑料的结构。当温度升高时，热塑性塑料开始软化，当温度升高时，热塑性塑料恢复到原来的状态溶解物质的作用也能使接头表面达到热塑性状态，从而使焊接成为可能。(2)弹性塑料这种塑料由于内部结构(粗网交联链分子结构)不能熔化并达到热塑性状态，因此不具有可焊性。(3)热固性塑料，如塑料，由于其内部结构(细网交联链分子结构)，加热时不会软化，并保持硬状态，直至被破坏，因此不具有可焊性。从另一个角度来看，可以焊接的塑料的熔融指数MFI应该在一定范围内。德国标准DIN53735规定了这一点。MFI的分类组在DIN16776中给出。德国焊接协会第2201TI号法规规定，高密度聚乙烯的焊接熔化指数为005-010，每种塑料对应一个熔化指数(表1)。热塑性塑料可以在热塑性状态和压力的作用下进行焊接。这是机械连接(两个焊件纤维分子的不规则缠绕)。通常只能焊接相同类型的塑料。热塑性塑料的焊接原理是：(1)焊接表面处于热塑性状态(加热)；(2)在固定的外压作用下实现焊接(焊接压力);(3)保持并冷却，直到接头凝固并焊接(冷却)。2、热塑性塑料的焊接原理。3、热塑性塑料焊接方法分类(表2)德国标准DIN191第3部分塑料焊接方法表2塑料焊接方法分类。3、热塑性塑料焊接方法分类(表2)德国标准DIN191第3部分塑料焊接方法。4、塑料焊接设备，见德国焊接学会法规DVS2207T3。4.1热空气焊接设备1)手动热空气焊接设备所谓的热空气焊接是使用热空气作为热源(见图3)。2)机械热风焊接设备机械热风焊接设备使用热风作为热源，也称为挤压焊接设备。(图4)。4.2加热元件焊接设备1)加热板焊接设备德国焊接学会法规DVS2207T1 m管、板加热元件焊接规定了加热板焊接方法。加热板是焊接热源。加热板焊机主要由恒温电热板(温度可达270)、双面电动调平切割刀、定心固定支架、压力装置等部件组成。2)承插式焊接设备承插式焊接设备使用加热凸凹套筒模具为用于管道焊接的加热元件提供焊接热源(图5)。3)热丝套管焊接设备热丝套管焊接设备的铜线圈通电后产生焦耳效应，使电热丝产生热量作为热源。该设备主要由电源控制箱、热线套管、固定支架等组成，用于管道焊接(图6)。超声波焊接设备的主要部件：超声波发生器；(2)声波传输头；振动声波杆和转换器底座；(5)新闻；德国控制装置标准DINl320/4规定，可听噪声为16赫兹至16千赫。工业上使用的超声波焊接设备的频率通常在20 40khz之间，超出了听力范围，因此不能采取保护措施。高频焊接设备用高频塑料焊机由高频发生器、带滤波器的高频电路、匹配器、工作装置、控制装置和电极组成(图8)。函数：将网络的低频电能转换成高频电能。塑料焊接常用的工作频率为27.12兆赫，其偏差为大地的0.6%。这是国际公认的工业频率，其功率一般为0.6 150千瓦。聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯不适合高频焊接；硬聚氯乙烯，软聚氯乙烯，ABS，PA适用于高频焊接。焊接技术6.1热空气焊接6.1.1手动热空气摆动焊接(WF)德国焊接学会法规DVS2207T3对此做了规定，所谓的热空气焊接是使用热空气作为热源。根据需要，焊接材料可以是焊条(硬的)或带(软的)。焊接时，焊条被压入槽中。随着热空气的加热，焊件的坡口侧和焊条都处于