钎焊工艺简介

.,钎焊工艺简介,2017年4月15日,.,目录,一、钎焊的基本概念及特征二、钎焊方法的分类三、钎焊的生产过程四、钎焊接头设计五、钎焊接头的定位及钎料放置,.,一、钎焊的基本概念及特征,钎焊定义：借助于比母材熔点低的液态钎料填满固态母材间的间隙，并相互扩散形成结合的一类连接材料的方法。钎焊特征：（1）钎料熔点低于母材，钎焊时母材不熔化；（2）钎料与母材的成分有很大差别；,.,（3）熔化的钎料靠润湿和毛细作用吸入并保持在母材间隙内；（4）依靠液态钎料与固体母材的相互扩散而形成冶金结合。钎焊是最古老的焊接方法-几千年前钎焊应用于最尖端的产品制造-微电子器件钎焊是研究最落后的焊接方法-系统性和理论,.,优点：1）钎焊的温度低于母材,对母材的组织性能影响小；2）应力与变形小，适合于高精度、复杂零部件或结构的连接；3）生产率高，诸多连接缝可一次完成；4）广泛的适用性，可焊金属、非金属及异种金属；5）接头表面质量好。,.,缺点：1）接头强度较低，耐热性差；2）钎料的强度一般远小于母材，要达到等强度必须增加接头面积；多用搭接接头，浪费金属，增加结构重量，易产生应力集中；3）焊前准备要求高，特别是表面质量及装配接头间隙；4）个别钎焊工艺方法设备投资大，费用高。综合零件材料、使用性能、生产成本及效率进行选择,.,二、钎焊方法的分类,1）按钎料熔点分低于450软钎焊Soldering高于450硬钎焊Brazing2）按钎焊温度分高温钎焊、中温钎焊、低温钎焊。（相对）高于800为高温钎焊；550800为中温钎焊；低于500为低温钎焊。3）按热源种类分火焰钎焊、烙铁钎焊、炉中钎焊、感应钎焊、电阻钎焊,.,三、钎焊的生产过程,钎焊前零件表面处理,零件的装配和固定,钎焊,钎焊后的处理工序,焊后质量检验,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,.,板钎焊接头形式,平板钎焊接头形式,四、钎焊接头设计,1、典型接头结构,.,T形和斜角钎焊的接头形式,2.T形和斜角钎焊的接头形式,.,管与板的接头形式,棒与板的接头形式,3.管或棒与板的接头形式,.,管件钎焊的接头形式,4.管件钎焊的接头形式,各种形式搭接接头,.,2、钎焊接头在结构上的位置,.不同厚度零件搭接结构要求,.,.对于要求承压密封的钎焊接头应尽量采用搭接接头,并选择推荐间隙值的下限。,.,3、钎焊接头搭接长度的确定,板搭接,套接管结构,圆杆件接头,圆杆-平板接头,.,实际生产中，搭接长度一般不通过计算，而由经验确定。如板搭接接头，Lj25倍的薄板厚度。对银、铜基钎料取3倍；对锡基钎料取5倍。一般情况下，Lj15mm，这是因为过长不仅浪费材料、增加重量；而且钎缝面积大，钎缝填不满，易产生缺陷；钎缝两端应力集中，而中间受力小，搭接长度越长，则越严重。,.,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12所示,采用气体介质去膜时采用小间隙；,图12不同去膜时,接头强度与钎缝间隙值之间的关系,综合考虑以上因素；实际钎焊时，可查阅钎缝间隙推荐值。,4、钎焊接头间隙的确定,.,注意：表中所列的是指钎焊温度下的间隙推荐值，考虑到装配间隙与钎焊时的不一致，应给以补偿。,.,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。,.,5、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。,.,图17钎焊接头的定位方法,五、钎焊接头的定位及钎料放置,1、部件定位:在钎焊的过程中，特别是钎料开始流动时，必须保持设计时的正确位置，保证其要求间隙。为此，在钎焊装配时要用各种方法固定工件。图17为典型接头的固定方法。,.,图15环状钎料的安放位置,钎料通常可做成丝状，箔片状及粉状等供选用。粉末状钎料可用树胶或聚乙烯醇溶液作粘结剂，黏附在钎缝上。环状钎料的安放位置如图15所示。,2、钎料放置:,放置原则：应将钎料安放在钎料与母材受热时温度均匀的位置，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依靠重力填满钎缝。,.,箔片状钎料的安放位置如下图16所示。,图16箔片状钎料的安放位置,.,六、空调产品常用铝铝接头和铜铝接头设计,1、铝铝焊：,2、钎焊方法：、氮气保护炉中钎焊焊接间隙：单边0.020.07mm搭接长度：薄件壁厚*2、火焰钎焊（氧气-乙炔）焊接间隙：单边0.050.12mm搭接长度：薄件壁厚*3,3、典型结构：,.,4、常见缺陷：,焊料堵塞、溶蚀母材,相对位置偏移,虚焊，焊料填充不饱满,部件歪斜，焊料或钎剂堆积,质量标准：、未焊接或裂纹长度A搭接长度20%L、抗拉强度：b100MPa,.,2、铜铝焊：,设计间隙：0.080.21mm（单边）搭接长度：铜管壁厚8倍以上，并小于30mm。,.,5、常见缺陷：,