各种材料的钎焊

各种材料的钎焊

一、碳钢和低合金钢的钎焊

1、钎焊材料

(1)钎料碳钢和低合金钢的钎焊包括软钎焊和硬钎焊。软钎焊

中应用量广的钎料是锡铅儿料，这种钎料对钢的润湿性随含锡量的增加

而提高，因而对密封接头宜采纳含锡量高的钎料。锡铅钎料中的锡及钢

在界面上可能形成FeSn2金属间化合物层，为避开该层化合物的形成，

应适当限制钎焊温度和保温时间。几种典型的锡铅钎料钎焊的碳钢接头

的抗剪强度如表1所示，其中以w(Sn)为50%的钎料钎焊的接头强度最

高，不含睇的钎料所焊的接头强度比含睇的高。

表1锡铅钎料钎焊的碳银接

头的抗剪强度

钎料牌号"S-Pb90Sn^S-Pb80Sn^S-Pb70Sn^S-Pb70Sn^S-Pb60Sn^

抗剪强度/MPa"19/28Q32P34。3"

钎料牌号/S-Pb90SnSbPS-Pb80SnSbPS-Pb70SnSb^S-Pb60SnSbPS-Sn50PbSb

抗剪强度12c21c28c32c36

碳钢和低合金钢硬钎焊时，主要采纳纯铜、铜锌和银铜锌钎料。

纯铜熔点高，钎焊时易使母材氧化，主要用于气体爱护钎焊和真空钎焊。

但应留意的是钎焊接头间隙宜小于0.05mm,以免产生因铜的流淌性好而

使接头间隙不能填潢的问题。用纯铜钎焊的碳钢和低合金钢接头具有较

高的强度，一般抗剪强度在150〜215MPa,而抗拉强度分布在170〜

340MPa之间。

及纯铜相比，铜锌钎料因Zn的加入而使钎料熔点降低。为防止

钎焊时Zn的蒸发，一方向可在铜锌钎料中加入少量的Si；另一方向必

需采纳快速加热的方法，如火焰钎焊、感应钎焊和浸沾钎焊等。采纳铜

锌钎料钎焊的碳钢和低合金钢接头都具有较好的强度和塑性。例如用

B-Cu62Zn钎料钎焊的碳钢接头抗拉强度达420MPa,抗剪强度达290MPa,

银铜站钎料的熔点比铜锌钎料的熔点还低，便于针焊的操作。这种钎料

适用于碳钢和低合金钢的火焰钎焊、感应钎焊和炉中钎焊，但在炉中钎

焊时应尽量降低Zn的含量，同时应提高加热速度。采纳银铜锌钎料钎

焊碳钢和低合金钢，可获得强度和塑性均较好的接头，详细数据列于表

2中。

表2银铜锌钎料钎焊的低碳钢接

头的强度

钎料牌号一B-Ag25CuZn*JB-Ag45CuZnPB-AgSOCuZn*3B-Ag40CuZnCdP

抗剪强度/明好199P197^2013203c

抗拉强度/奥。375*362K377K386c

（2）钎剂钎焊碳钢和低合金钢时均需运用钎剂或爱护气体。钎

剂常按所选的钎料和钎焊方法而定。当采纳锡铅钎料时，可选用氯化锌

及氯化筱的混合液作钎剂或其他专用钎剂。这种钎剂的残渣一般都具有

很强的腐蚀性，钎焊后应对接头进行严格清洗。

采纳铜锌钎料进行硬钎焊时，应选用FB301或FB302钎剂，即

硼砂或硼砂及硼酸的混合物；在火焰钎焊中，还可采纳硼酸甲酯及甲酸

的混合液作钎剂，其中起去膜作用的是B2O3蒸气。

当采纳银铜锌钎料时,可选择FB102、FB103和FB104钎剂,即

硼砂、硼酸和某些氟化物的混合物。这种钎剂的残渣具有肯定的腐饨性,

钎焊后应清除干净。

2、钎焊技术

采纳机械或化学方法清理待焊表面、确保氧化膜和有机物彻底

清除。清理后的表面不宜过于粗糙，不得粘附金属屑粒或其他污物。

采纳各种常见的钎焊方法均可进行碳钢和低合金钢的钎焊。火

焰钎焊时，宜用中性或稍带还原性的火焰，操作时应尽量避开火焰干脆

加热钎料和钎剂，感应钎焊和浸沾钎焊等快速加热方法特别适合于调质

钢的钎焊，同时宜选择淬火或低于回火的温度进行钎焊.，以防母材发生

软化。爱护气氛中钎焊低合金高强钢时，不但要求气体的纯度高，而且

必需配用气体钎剂才能保证钎料在母材表面上的润湿和铺展。

钎剂的残渣可以实行化学或机械的方法来清除。有机钎剂的残

渣可用汽油、酒精、丙酮等有机溶剂擦拭或清洗；氯化锌和氯化镂等强

腐蚀性钎剂的残渣，应先在NaOH水溶液中中和，然后再用热水和冷水

清洗；硼酸和硼酸钎剂的残渣不易清除，只能用机械方法或在涨水中长

时间浸煮解决。

二、工具钢和硬质合金的钎焊

1、钎焊材料

(1)钎料钎焊工具钢和硬质合金通常采纳纯铜、铜锌和银铜钎

料。纯铜对各种硬质合金均有良好的润湿性，但需在氢的还原性气氛中

钎焊才能得到最佳效果。同时，由于钎焊温度高，接头中的应力较大，

导致裂纹倾向增大。采纳纯铜钎焊的接头抗剪强度约为150MPa,接头塑

性也较高，但不适用于高温工作。

铜锌钎料是钎焊工具钢和硬质合金最常用的钎料。为提高钎料

的润湿性和接头的强度，在钎料中常添加Mn、Ni、Fe等合金元素。例

如B-Cu58ZnMn中就加有w(Mn)4%,使硬质合金钎焊接头的抗剪强度在室

温达到300〜320Mpa；在320℃时仍能维持220〜240MPa。在B-Cu58ZnMn

的基础上加入少量的Co,可使钎焊接头的抗剪强度达到350MP&,并且

具有较高的冲击韧度和疲惫强度，显著提高了刀具和凿岩工具的运用寿

命。

银铜钎料的熔点较低，钎焊接头产生的热应力较小，有利于降

低硬质合金钎焊时的开裂倾向。为改善钎料的润湿性并提高接头的强度

和工作温度，钎料中还常添加Mn、Ni等合金元素。例如B-Ag50CuZnCdNi

钎料对硬质合金的润湿性极好，钎焊接头具有良好的综合性能。

除上述3种类型的钎料外，对于工作在500℃以上且接头强度要

求较高的硬质合金,可以选用Mn基和Ni基钎料,如B-Mn50NiCuCrCo

和B-Ni75CrSiB等。对于高速钢的钎焊，应选择钎焊温度及淬火温度相

匹配的专用钎料，这种钎料分为两类，一类为锌铁型钎料，主要由镒铁

及硼砂组成，所钎焊的接头抗剪强度一般为lOOMPa左右，但接头易出

现裂纹；另一类含Ni、Fc、Mn和Si的特殊铜合金，用它钎焊的接头不

易产生裂纹，其抗剪强度能提高到300MPa。

（2）钎剂和爱护气体钎剂的选择应及所焊的母材和所选的钎料

相协作。工具钢和硬质合金钎焊时，所用的针剂主要以硼砂和硼酸为主,

并加入一些氟化物（KF、NaF、CaF2等）。铜锌钎料配用FB301、FB302

和FB105钎剂，银铜钎料配用FB1O1〜FB104钎剂。采纳专用钎料钎焊

高速钢时，主要配用硼砂钎剂。

为了防止工具钢在钎焊加热过程中的氧化和免除钎焊后的清

理，可以采纳气体爱护钎焊。爱护气体可以是惰性气体，也可以是还原

性气体，要求气体的露点应低于-40℃硬质合金可在氢所爱护下进行钎

焊，所需氢气的露点应低于-59℃。

2、钎焊技术

工具钢在钎焊前必需进行清理，机械加工的表面不必太光滑以

便于材料和钎剂的润湿和铺展。硬质合金的表面在钎焊前应经喷砂处

理，或用碳化硅或金刚石砂轮打磨，清除表面过多的碳，以便于钎焊时

被钎料所润湿。含碳化钛的硬质合金比较难润湿，通过在其表面上新途

径敷氧化铜或氧化银膏状物，并在还原性气氛中烘烤使铜或银过渡到表

面上去，从而增加强钎料的润湿性。

碳素工具钢的钎焊最好在淬工序前进行或者同时进行。假如在

淬火工序前进行钎焊，所用钎料的固相线温度应高于淬火温度范围，以

使焊件在重新加热到淬火温度时仍旧具有足够高的强度而不致失效。当

钎焊和淬火合并进行时，选用固相线温度接近淬火温度的钎料。

合金工具钢的成分范围很宽，应依据详细钢种确定相宜的钎料、

热处理工序以及将干焊和热处理工序合并的技术，从而获得良好的接头

性能。

高速钢的淬火温度一般高于银铜和铜锌钎料的熔化温度，因此

需在钎焊前进行淬火，并在二次回火期间或之后进行钎焊。假如必需在

钎焊后进行淬火，只能选用前述的专用钎料进行钎焊。钎焊高速钢刀具

时采纳焦炭炉比较合适，当钎料熔化后，取出刃具并马上加压，挤出多

余的钎料，再进行油淬，然后在550〜570℃回火。

硬质合金刀片及钢制刀杆钎焊时，宜实行加大钎缝间隙和在钎

缝中施加塑性补偿垫片的方法，并在焊后进行缓冷，以减小钎焊应力，

防止裂纹产生，延长硬质合金刀具组件的运用寿命。

纤焊后，焊件上的钎剂残渣先用热水冲洗或用一般的除渣混合

液清洗，随后用合适的酸洗液酸洗，以清除基体刀杆上的氧化膜。但留

意不要运用硝酸溶液，以防腐蚀钎缝金属。

三、铸铁的钎焊

1、钎焊材料

(1)钎料铸铁钎焊主要采纳铜锌钎料和银铜钎料，常用的铜锌

钎料牌号为B-Cu62ZnNiMuSiR、B-Cu60ZuSnR和B-Cu58ZnFeR等，所钎

焊的铸铁接头抗拉强度一般达到120〜150MPa,在铜锌钎料的基础上，

添加Mn、Ni、Sn和Ai等元素，可使钎焊接头及母材等强度。

银铜钎料的熔化温度低，钎焊铸铁时可避开产生有害的组织，

钎焊接头的性能好，尤其是含Ni的钎料，如B-Ag50CuZnCdNi和

B-Ag40CuZnSnNi等，增加了钎料及铸铁的结合力，特殊适合于球墨铸铁

的钎焊，可使接头及母材等强度。

(2)钎剂采纳铜锌钎焊铸铁时，主要配用FB301和FB302钎剂,

即硼砂或硼砂及硼酸的混合物。此外，采纳H3B0340%、Li2C0316%.

Na2co324%、NaF7.4%和NaC112.6%组成的钎剂效果更好。

采纳银铜钎料钎焊铸铁时,可选择FB101和F肝02等钎剂,即

硼砂、硼酸、氟化铜和氟硼酸钾的混合物。

2、钎焊技术

钎焊铸铁前，应细致清除铸件表面上的石墨、氧化物、砂子及

油污等杂物。清除油污可采纳有机溶剂擦洗的方法，而石墨、氧化物的

清除可采纳喷砂或喷丸等机械方法，也可采纳电化学方法。此外，还可

用氧化火焰灼烧石墨而将其去除。

钎焊铸铁可采纳火焰、炉中或感应等加热方法、由于铸铁表面

上易形成Si02,使爱护气氛中的钎焊效果不好，帮一般都运用钎剂进行

钎焊。用铜锌钎料钎焊较大的工件时，应先在清理好的表面上撒一层钎

剂，然后把工件放进炉中加热或用焊炬加热。当工件加热到800C左右

时，再加入补充钎剂，并把它加热到钎焊温度，再用针料在接头边缘刮

擦，使钎料熔化填入间隙。为了提高钎缝强度，钎焊后要在700〜750℃

进行20min的退火处理，然后进行缓慢冷却。

钎焊后过剩的钎剂及残渣采纳温水冲洗即可清除。假如难以去

除，则可先用10%的硫酸水溶液或5%〜10%的磷酸水溶液清洗，然后再

用清水洗净。

四、不锈钢的钎焊

1、钎焊性

不锈钢钎焊中的首要问题是表面存在的氧化膜严峻影响钎料的

润湿和铺展。各种不锈钢中都含有相当数量的Cr,有的还含有Ni、Ti、

Mn、Mo、Nb等元素，它们在表面上能形成多种氧化物甚至复合氧化物。

其中，Cr和Ti的氧化物Cr203和Ti02相当稳定，较难去除。在空气中

钎焊时，必需采纳活性强的钎剂才能去除它们；在爱护气氛中钎焊时，

只有在低露点的高纯气氛和足够高的温度下，才能将氧化膜还原；真空

钎焊时，必需有足够高的真空度和足够高的温度才能取得良好的钎焊效

果。

不锈钢钎焊的另一个问题是加热温度对母材的组织有严峻影

响。奥氏体不锈钢的钎焊加热温度不应高于1150C,否则晶粒将严峻长

大；若奥氏体不锈钢不含稳定元素Ti或Nb而含碳量又较高，还应避开

在敏化温度（500〜850C）内钎焊。以防止因碳化铭的析出而降低耐蚀

性能。马氏体不锈钢的钎焊温度选择要求更严，一种是要求钎焊温度及

淬火温度相匹配，使钎焊工序及热处理工序结合在一起；另一种是要求

钎焊温度低于回火温度，以防止母材在钎焊过程中发生软化。沉淀硬化

不锈钢的钎焊温度选择原则及马氏体不锈钢相同，即钎焊温度必需及热

处理制度相匹配，以获得最佳的力学性能。

除上述两个主要问题外，奥氏体不锈钢钎焊时还有应力开裂倾

向，尤其是采纳铜锌钎料钎焊更为明显。为避开应力开裂发生，工件在

钎焊前应进行消退应力退火，旦在钎焊过程中应尽量使工件匀称受

热。

2、钎焊材料

(1)钎料依据不锈钢焊件的运用要求，不锈钢焊件常用的钎料

有锡铅钎料、银基针料、铜基钎料、铳基钎料、银基钎料及贵金属钎料

等。

不锈钢软钎焊主要采纳锡铅钎料，并以含锡量高为宜。因钎料

的含锡量越高，其在不锈钢上的润湿性越好。几种常用锡铅钎料钎焊的

!Crl8Ni9Ti不锈钢接头的抗剪强度列于表3中，由于接头强度低，只用

于钎焊承载不大的零件。

表3锡铅钎料钎焊的lCrl8Ni9Ti不锈钢接头的抗剪强

度

钎料牌号/SnQS-Sn90PbeS-Fb58SnSbPS-Fb68SnSbPS-Pb80SnS

抗剪强度/旗好30.3P32.3。31.3。32.3P21.5~

银基钎料是钎焊不锈钢最常用的钎料，其中银铜锌及银铜锌镉

钎料由于钎焊温度的母材性能影响不大而应用最为广泛。几种常用银基

钎料钎焊的!Crl8Ni9Ti不锈钢接头的强度列于表4中，银基钎料钎焊

的不锈钢接头很少用于强腐蚀性介质中，接头的工作温度一般也不超过

300ro钎焊不含锲的不锈钢时，为防止钎焊接头在潮湿环境中发生腐

蚀，应采纳含银多的钎料，如B-Ag50CuZnCdNi。钎焊马氏体不锈钢时,

为防止母材发生软化现象，应采纳钎焊温度不超过650C的钎料，如

B-Ag40CuZnCdo爱护气氛中钎焊不锈钢时，为去除表面上的氧化膜，可

采纳含锂的自钎剂铲料，如B-Ag92CuLi和B-Ag72CuLi。真空中钎焊不

锈钢时，为使钎料在不含易蒸发的Zn、Cd等元素时仍具有较好的涧湿

性，可选用含Mn、Ni、Rd等元素的银钎料。

表4银基钎料钎焊的iCH8Ni9Ti不锈钢接头的强

度

钎料牌号。B-AglOCuZn^B-AgzSCuZn*5B-Ag45CuZn^B-AgSOCuZn*5

抗拉强度/明财386o343c395c375户

抗剪强度/遇好198F190P198。201Q

钎料牌号”B-Ag70CuZn^B-Ag35CuZnCd^B-Ag40CuZnCd"B-Ag50CuZnCd^

抗拉强度/MPa*36”360「375P418c

抗剪强度。小

/MWWPWa198194Q205c259c

用于不同钢钎焊的铜基钎料主要的纯铜、铜锲和铜锦钻钎料。

纯铜钎料主要用在气体爱护或真空条件下进行钎焊，不锈钢接头工作温

度不超过400℃,但接头抗氧化性不好。铜银钎料主要用于火焰钎焊和

感应钎焊，所钎焊的lCrl8Ni9Ti不锈钢接头的强度如表5所示。可见

接头能及母材等强度，且工作温度较高。铜镒钻钎料主要用于爱护气氛

中钎焊马氏体不锈钢，接头强度和工作温度可及用金基钎料钎焊的接头

相匹敌。如采纳B-Cu58MnCo钎料钎焊的1CH3不锈钢接头及用B-Au82Ni

钎料钎焊的同种不锈钢接头，二者性能相当（见表6）,但生产成本大

大降低。

表5高温铜基钎料钎焊的!Crl8Ni9Ti不锈钢接头的抗剪强度

钎料牌号―抗拉强度/明财

20C*4005500B

B-Cu68NiSiB^324〜339户186〜216c—r

B-Cu69NiMnCuSiBP241〜298-—P139〜153-

表61CN3不锈钢钎焊接头的抗剪强

度

钎料牌号一抗拉强度/吐

室温。42755385

B-Cu58MnCoc415/217c2210

B-Au82Ni-44”276。217"

B-Ag54CuPd3399P207"141d

镒基钎料主要用于气体爱护钎焊，且要求气体的纯度较高。为

避开母材的晶粒长大，宜选用钎焊温度低于1150c的相应钎料。用镒基

钎料钎焊的不锈钢接头可获得满足的钎焊效果，如表7所示、接头工作

温度可达600℃o

表7毓基钎料钎焊的lCrl8Ni9Fi不锈钢接头的抗剪强

度

钎料牌号C抗剪强度/寒虾

WWW

20g30055005600B700C。

B-Mn70NiCrP323/——P152~—「

B-Mn40NiCrFeCo^284*255〃216，—P157K

B-Mn50NiCo-p3257—P253/160「—r

B-Mn50NiCuCrCo^353―294口225c137P—r

B-Mn52NiCuCrP366户270Q-Q127~—「

采纳银基钎料钎焊不锈钢时，接头具有相当好的高温性能。这

种钎料一般用于气体爱护钎焊或真空钎焊。为了克服在接头形成过程中

钎缝内产生较多脆性化合物而使接头强度和塑性严峻降低的问题，应尽

量减小接头间隙，保证钎料中易形成脆性相的元素充分扩散到母材中

去。为防止钎焊温度下因保温时间过长而使母材晶粒长大现象的发生，

可实行短时保温并在焊后进行较低温度(及钎焊温度相比)扩散处理的

工艺措施。

钎焊不锈钢所用的贵金属钎料主要有金基钎料和含杷钎料，其

中最典型的是B-Au82Ni和B-Ag54CuPd、B-Au82Ni具有很好的润湿性。

所钎焊的不锈钢接头具有很高的高温强度和抗氧化性，最高工作温度可

达800℃。B-Ag54CuPd具有及B-Au82Ni相像的特性,且价格较低，因

而有取代B-Au82Ni的趋向。

(2)钎剂和炉中气氛不锈钢的表面含有Cr203和TiO2等氧化物,

必需采纳活性强的干剂才能将其去除。采纳锡铅钎料钎焊不锈钢时，可

配用的钎剂为磷酸水溶液或氧化锌盐酸溶液。磷酸水溶液的活性时间

短，必需采纳快速加热的钎焊方法。采纳银基钎料钎焊不锈钢时，可配

用FB102、FB103或FB104钎剂°采纳铜基钎料钎焊不锈钢时，由于钎

焊温度较高，故采纳FBI05钎剂。

炉中钎焊不诱钢时，常采纳真空气氛或氢气、氮气、分解氨等

爱护气氛。真空钎焊时，要求真空压力低于10-2Pa。爱护气氛中钎焊时,

要求气体的露点不高于-40C.假如气体纯度不够或钎焊温度不高，还可

在气氛中掺加少量的气体钎剂，如三氟化硼等。

2、钎焊技术

不锈钢在钎焊前必需进行更为严格的清理，以去除任何油脂和

油膜，清理后最好马上进行钎焊。

不锈钢钎焊可以采纳火焰、感应和炉中等加热方法。炉中钎焊

用的炉子必需具有良好的温度限制系统（钎焊温度的偏差要求±6℃）,

并能快速冷却。用氢气作为爱护气体进行钎焊时，对氢气的要求视钎焊

温度和母材成分而定，即钎焊温度越低，母材越含有稳定剂，要求氢气

的露点越低。例如对于lCrl3和Crl7Ni2t等马氏体不锈钢,在1000℃

下钎焊时要求氢气的露点低于-40C；对于不含稳定剂的18-8型络银不

锈钢，在1150C钎焊时要求氢气的露点低于25C；但对含钛稳定剂的

!Crl8Ni9Ti不锈钢，在1150℃钎焊时的氢气露点必需低于-40℃。采纳

氯气爱护进行钎焊时，要求氤气的纯度更高。若在不锈钢表面上度铜或

镀银，则可降低对爱护气体纯度的要求。为了保证去除不锈钢表面上的

氧化膜，还可添加BF3气体钎剂，也可采纳含锂或硼的自钎剂钎料。真

空钎焊不锈钢时，对真空度的要求视钎焊温度而定。随着钎焊温度的提

高，所须要的真空度可以降低。

不锈钢钎焊后的主要工序是清理残余钎剂和残余阻流剂，必要

时进行钎焊后的热处理。依据所采纳的钎剂和钎焊方法，残余钎剂可以

用水冲洗、机械清理或化学清理。假如采纳研磨剂来清洗残余钎剂或接

头旁边加热区域的氧化膜时，应运用砂子或其他非金属细颗粒。马氏体

不锈钢和沉淀硬化不锈钢制造的零件，钎焊后须要按材料的特殊要求进

行热处理。用银铭硼和银铭硅钎料钎焊的不锈钢接头，钎焊后常常进行

扩散热处理，以降低对钎缝间隙的要求和改善接头的组织及性能。

五、铝及铝合金的钎焊

1、钎焊性

铝及铝合金的钎焊性是较差的，首要缘由在于其表面上的氧化

膜很难去除。铝对氧的亲和力很大，在表面上很简单形成一层致密而稳

定且熔点很高的氧化膜A1202,同时含镁的铝合金也会生成特别稳定的

氧化膜Mg。。它们会严峻阻碍钎料的润湿和铺展。而且很难去除。钎焊

中，只有采纳合适的钎剂才能使钎焊过程得以进行。

其次，铝及铝合金钎焊的操作难度大。铝及铝合金的熔点及所

用的硬钎料的熔点相差不大，钎焊时可选择的温度范围很窄，温度限制

稍有不当就简单造成母材过热甚至熔化，使钎焊过程难予进行。一些热

处理强化的铝合金还会因钎焊加热而引起过时效或退火等软化现象，导

致钎焊接头性能降低。火焰钎焊时，因铝合金在加热中颜色不变更而不

易推断温度的凹凸，这也增加了对操作者操作水平的要求。

再者，铝及铝合金钎焊接头的耐蚀性易受钎料和钎剂的影响。

铝及铝合金的电极电位及钎料相差较大，使接头的耐蚀性降低，尤其是

对软钎焊接头的影响更为明显。此外，铝及铝合金钎焊中采纳的大部分

钎剂都具有剧烈的腐蚀性，即使钎焊后进行了清理，也不会完全消退钎

剂对接头耐蚀性的影响。

2、钎焊材料

(1)钎料铝及铝合金的软钎焊是不常应用的方法，因为软钎焊

中钎料及母材的成分及电极电位相差很大，易使接头产生电化学腐蚀。

软钎焊主要采纳锌基钎料和锡铅钎料，按运用温度范围可分为低温软钎

料(150〜260C)、中温软钎料(260〜370C)和高温软钎料(370〜

430℃)o当采纳锡铅钎料并在铝表面预先镀铜或镀锲进行钎焊时，可

防止接头界面处产生腐蚀，从而提高接头的耐蚀性。

铝及铝合金的硬钎焊方法应用很广，如滤波导、蒸发器、散热

器等部件大量采纳硬钎焊方法。铝及铝合金的硬钎焊只能采纳铝基钎

料，其中铝硅钎料应用最广，其详细采纳范围和所钎焊的接头抗剪强度

分别如表8和表9所示。但这种钎料的熔点都接近于母材，因此钎焊时

应严格而精确地限制加热温度，以免母材过热甚至熔化。

表8铝及铝合金用硬钎料的适用范

围

钎料牌号一钎焊温度/x>钎焊方法，可钎焊的铝及铝合金

B-A192SiP599〜621~浸渍、炉中「1060-8A06x3A21P

B-A190Si^588~60“浸渍、炉中/1060-8A06x3A21P

B-A188S1P582〜60“浸渍、炉中、火焰一1060-8A06x3A21.LF1,LF2,6Ao2P

B-A186SiCu^585〜604c浸渍、炉中、火焰一1060-8A06x3A21.LF1,5A02,6A02。

B-A176SiZnCu^562-582~火焰、炉中，1060-8A06x3A21,LF1,5A02,6A02"

B-A167CuSi^555〜576/火焰二1060-8A06x3A21.LF1,5A02,6A02,2

B-A190SiMgP599〜62"真空-1060-8A06x3A21P

B-A188SiMgP588〜60“真空「1060-8A06x3A21,6Ao2c

B-A186SiMgP582〜60"真空“1060-8A06x3A21,6A02P

表9铝硅系钎料钎焊的铝及铝合金接头的抗

剪强度

钎料牌号「抗剪强JS/MPa^

纯铝3A21P

B-A188SiP59〜78小98〜118c

B-AlGTCuSi*359〜78。88—1080

B-A186SiCu^59〜78Q98〜118Q

B-A176SiZnCu^59〜78d98〜118。

铝硅钎料通常以粉末、膏状、丝材或薄片等形式供应。在某些

场合下，采纳以铝为芯体、以铝硅钎料为复层的钎料复合板。这种钎料

复合板通过液压方法制成，并常作为钎焊组件的一个部件。钎焊时，复

合板上的钎料熔化后，受毛细作用和重力作用而流布，填满接头间隙。

（2）钎剂和爱护气体铝及铝合金软钎焊时常以专用的软钎剂进

行去膜。及低温软A料配用的是以三乙醇胺为基的有机钎剂，如FS204

等。这种钎剂的优点是对母材的腐蚀作用很小，但钎剂作用时会产生大

量的气体，影响钎料的润湿和填缝。及中温柔高温软钎料配用的是以氯

化锌为基的反应钎剂，如FS203、FS220A等。反应钎剂具有剧烈的腐蚀

性，其残渣必需在铲焊后清除干净。

铝及铝合金的硬钎焊目前仍旧以钎剂去膜为主，所采纳的钎剂

包括氯化物基钎剂和氟化物基钎剂。氯化物基钎剂去氧化膜实力强，流

淌性好，但对母材的腐蚀作用大，钎焊后必需彻底清除其残渣。氟化物

基钎剂是一-种新型纤剂，其去膜效果好，而且对母材无腐蚀作用：但其

熔点高，热稳定性差，只能协作铝硅钎料运用。

铝及铝合金硬钎焊时，常采纳真空、中性或惰性气氛。当采纳

真空钎焊时，真空度一般应达到10-3Pa的数量级。当采纳氮气或家气

爱护时，其纯度要很高，露点必需低于-40℃.

3、钎焊技术

铝及铝合金的钎焊对工件表面的清洁有较高的要求。要获得良

好的质量，必需在钎焊前去除表面的油污和氧化膜。去除表面油污可用

温度为60〜70℃的Na2c03水溶液清洗5〜lOmin,再用清水漂净；去除

表面氧化膜可用温度为20〜40℃的NaOH水溶液浸蚀2〜4min,再用热

水洗净；去除表面油污和氧化膜后的工件，再用HN03水溶液光泽处理

2〜5min,再在流水中洗净并最终风干。以过这些方法处理后的工件勿

用手摸或沾染其他污物，并在6〜8h内进行钎焊，在可能的条件下最好

马上钎焊。

铝及铝合金的软钎焊方法主要用火焰钎焊、烙铁钎焊和炉中钎

焊等。这些方法在钎焊时一般都采纳钎剂，并对加热温度和保温时间有

严格要求。火焰钎焊和烙铁钎焊时，应避开热源干脆加热钎剂以防钎剂

过热失效。由于铝能溶于含锌量高的软钎料中，因而接头一旦形成就应

停止加热，以免发生母材溶蚀。在某些状况下，铝及铝合金的软钎焊有

时不采纳钎剂，而是借助超声波或刮擦方法进行去膜。利用刮擦去膜进

行钎焊时，先将工件加热到钎焊温度，然后用钎料棒的端部（或刮擦工

具）刮擦工件的钎焊部位，在破除表面氧化膜的同时，钎料端部熔化并

润湿母材。

铝及铝合金的硬钎焊方法主要有火焰钎烛、炉中钎焊、浸沾钎

焊、真空钎焊及气体爱护钎焊等。火焰钎焊多用于小型工件和单件生产。

为避开运用氧乙焕焰时因乙焕中的杂质同钎剂接触使钎剂失效，以运用

汽油压缩空气火焰为宜，并使火焰具有稍微的还原性，以防母材氧化。

详细钎焊时，可预先将钎剂、钎料放置于被钎焊处，及工件同时加热；

也可先将工件加热到钎焊温度，然后将蘸有钎剂的钎料送到钎焊部位；

待钎剂及钎料熔化后，视钎料匀称填缝后，渐渐撤去加热火焰。

空气炉中钎焊铝及铝合金时，一般应预置钎料，并将钎剂熔解

在蒸福水中，配成浓度为50%〜75%的稠溶液,再涂覆或喷射在钎焊面上,

也可将适量的粉末针剂覆盖于钎料及钎焊面处，然后将装配好的焊件放

到炉中再进行加热车二焊。为防止母材过热甚至熔化，必需严格限制加热

温度。

铝及铝合金的浸沾钎焊一般采纳膏状或箔状钎料。装配好的工

件就在钎焊前进行预热，使其温度接近钎焊温度，然后浸入钎剂中钎焊,

钎焊时，要严格限制钎焊温度及钎焊时间。温度过高，母材易于溶蚀，

钎料易于流失；温度过低，钎料熔化不够，钎着率降低。钎焊温度应依

据母材的种类和尺寸、钎料的成分和熔点等详细状况而定，一般介于钎

料液相线温度和母材固相线温度之间。工件在钎剂槽中的浸沾时间必需

保证钎料能充分熔化和流淌，担时间不宜过长。否则，钎料中的硅元素

可能扩散到母材金属中去，使近缝区的用材变脆。

铝及铝合金的真空钎焊常采纳金属操作活性剂，以使铝的表面

氧化膜变质，保证钎料的润湿和铺展。镁可以以颗粒形式干脆放在工件

上运用，或以蒸气形式引入到钎焊区内，也可以将镁作为合金元素加入

到铝硅钎料中。对于结构困难的工件，为了保证镁蒸气对母材的充分作

用以改善钎焊质量，常实行局部屏蔽的工艺措施，即先将工件放入不锈

钢盒(通称工艺盒)内，然后置于真空炉中加热钎焊。真空钎焊的铝及

铝合金接头，表面光滑，钎缝致密，钎焊后不需进行清洗；但真空钎焊

设备费用高，镁蒸气对炉子污染严峻，须要常常清理维护。

在中性或惰性气氛中钎焊铝及铝合金时，可采纳镁活化剂去膜,

也可采纳钎剂去膜。采纳镁活化剂去膜时，所需的镁量远比真空钎焊低,

一般w(Mg)在0.2%〜0.5%左右，含镁量高时反而使接头质量降低。采纳

氟化物钎剂协作氮气爱护的Nocolok钎焊法是近年来快速发展的一种新

方法。由于氟化物钎剂的残渣不吸潮，对铝没有腐蚀性，因此可省咯钎

焊后清除钎剂残渣的工序。在氮气爱护下，只需涂敷较少数量的氟化物

钎剂，钎料就能很好地润湿母材，易于获得高质量的钎焊接头。目前，

这种Nocolok钎焊法已用于铝散热器等组件的批量生产中。

采纳除氟化物钎剂之外的钎剂钎焊的铝及铝合金，钎焊后必需

彻底清除钎剂残渣。铝用有机钎剂的残渣，可用甲醇、三氯乙烯之类的

有机溶液洗涤，再用氢氧化钠水溶液中和处理，最终用热水和冷水洗净。

氯化物是铝用硬钎剂残渣的清除可按下述方法进行；先在60〜80℃的热

水中浸泡lOmin,用毛刷细致清洗钎缝上的残渣，并用冷水清洗；再在

体积分数为15%的硝酸水溶液中浸泡30min,最终用冷水冲洗干净。

六、铜及铜合金的干焊

1、钎焊材料

（1）几种常用软钎料用于铜及黄铜软钎焊的接着强度如表10所

zjso

表10铜及黄铜软钎焊接头的强

度

钎料牌号，，抗剪强度/M战，抗拉强度/

铜W黄铜」铜~

S-Pb80Snl8Sb2p20.6336.3-88.2P

S_Pb68Sn30Sb2P26.5P27.M89.2"

S-Pb58Sn40Sb2^36.3P45.IP76.43

S-Pb97Ag3^33.3P34.3P50.0c

S-Sn90Pbl0p45.44.IP63.7P

S-Sn95sb5P37.2r-P-P

S-Sn92Ag5Cu2SblP35.3P-P-P

S-Sn85Ag85B7^-P42.3K-P

s-Cd96Ag3Znl^57.8rT73.8/

S-Cd95sg44.46.0-87.2~

S-Cd92Ag5Zn3「48.OP54.9一90.13

用锡铅钎料讦焊铜时，可选松香酒精溶液或活性松香和

ZnC12+Nh4Cl水溶液等无腐蚀性钎剂，后者还可用于黄铜、青铜和镀青

铜的钎焊。钎焊铝黄铜、铝青铜和硅黄铜时，钎剂可为氯化锌盐酸溶液。

钎焊镒白铜时，针剂可选磷酸溶液。用铅基钎料钎焊时可用氯化锌水溶

液作为钎剂，用镉基钎料钎焊时可采纳FS205钎剂。

（2）硬钎焊用钎料及钎剂硬钎焊铜时，可以采纳银基钎料和铜

磷钎料。银基钎料的熔点适中，工艺性好，并具有良好的力学性能和导

电导热性能，是应用最广的硬钎料对于要求导电性能高的工件，应选

含银量高的B-Ag70CuZn钎料。真空钎焊或爱护气氛炉中钎焊，应选用

不含挥发元素的B-Ag50Cu、B-Ag60CuSn等钎料。含银量较低的钎料，

价格便宜，钎焊温度高，钎焊接头的韧性较差，主要用于钎焊要求较低

的铜及铜合金。铜磷和铜磷银钎料只能用于铜及其铜合金的硬钎焊，其

中B-Cu93P具有良好的流淌性，用于机电、仪表和制造工业中不受冲击

载荷零件的钎焊，最相宜的间隙为0.003〜0.005mm,铜磷银钎料（如

B-Cu70Pag）的韧性和导电性能都比铜磷钎料好，主要用于高导电要求

的电气接头。几种常川硬钎料川于铜及黄铜硬钎焊的接头性能如表11

所示。

表11铜及黄铜硬钎焊接头的性能

钎料牌号，抗剪强度抗拉强度/g，弯曲角/(°)♦冲击吸收功/

铜/黄铜/铜~黄铜一钢/锢Q

H62小1650176―-P120Q353/

B-CuSOZnSn-R*3167K-P181P-P1202360「

B-Cu54Zn。162K-P172d-P90-240c

B-ZnSZCu^154，-p167，一d60c211P

B-Zn64Cu^132d-p147d-p30~172~

B-Cu93P。132P-p162P176P25r58P

B-Cu92PSbP138Q-p160〃1967-P-P

B-Cu93Pag^159c219-225-292d120，-P

B-Cu80Pag^162c220〃225〃3430120P205/

B-Cu90F6Sn4P152。2050202c255"90P182^

B-Ag70Cu2nP167。199P185/321P-P-P

B-AgGSCuZn*3172^213177*334K-P-P

B-Ag55Cu2n。172K208〃174〃328/-P一/

B-Ag45CuZn^177。216小181P325*-P-P

B-Ag25CuZnP167^184r174^316^-P-P

B-AglOCu2nP158P16”167，31。-P一r

B-Ag72Cu^165r-P177P-P-P一「

B-AgSOCuZnCd^177―226〃210^375P-P7

B-Ag^CuZnCd*3168Q19401790339P-P-P

七、活性金属的钎焊

1、钎焊材料

(1)钛及基合金很少用软钎料钎焊•，硬钎焊所用的钎料主要有

银基、铝基、钛基或钛错基3大类。

银基钎料主要用于工作温度小于540℃的构件。运用纯银钎料的

接头强度低，简单产生裂纹，接头的抗腐蚀性及抗氧化性较差。Ag-Cu

钎料的钎焊温度比银低，但润湿性随Cu含量的增加而下降。含有少量

Li的Ag-Cu钎料，可以改善润湿性和提高钎料及母材的合金化程度。

Ag-Li钎料具有熔点低、还原性强等特点，适用于爱护气氛中钎焊钛及

钛合金，但真空钎焊会因Li的蒸发而对炉子造成污染。Ag-5A1Y0.5〜

1.O)Mn钎料是钛合金薄壁构件的优选钎料，钎焊接头的抗氧化和抗腐蚀

性能好。采纳银基铲料钎焊的钛及钛合金接头的抗剪强度如表12所

不O

表12钛及钛合金的钎焊工艺参数及

接头强度

钎料牌号一钎焊工艺参数一抗剪强度/嘘~

钎焊温度/c/保温时间/min。气氛一

B-Ag75Cu^850Q10P真空”112.

B-Ag72CuLiP850。10。氧气*118.3P

B-Ag77Cu20NiP920。处真空「109.5r

B-Ag92.5Cu2920Q10Q真空120.3一

B-Ag94A15Mn-n920F10Q真空"139.9一

铝基钎料的钎焊温度低，不会引起钛合金发生B相转变，降低

了对钎焊类夹具材料和结构的选择要求。这种钎料及母材的相互作用程

度低，溶解和扩散也不明显，但钎料的塑性好，简单将钎料和母材轧制

在一起，故特别相宜钎焊钛合金散热器、蜂窝结构和层板结构。

钛基或钛锦基钎剂一般都含有Cu、Ni等元素，它们在钎焊时能

快速扩散到基体中而及钛反应，造成基体的溶蚀和形成脆性层，因比钎

焊时应严格限制钎焊温度和保温时间，尽可能不用于薄壁结构的钎焊。

B-Ti48Zr48Be是典型的钛错钎料。它对钛有良好的润湿性，钎焊时母材

尢晶粒长大倾向。

(2)倍及基合金钎焊用钎料错及基合金用钎焊主要有

B-Zr50Ag50、B-Zr76Sn24>B-Zr95Be5等，广泛地应用于核动力反应堆

的错合金管道的钎焊。

(3)钎剂和爱护气氛钛、错及基合金在真空和惰性气氛(氨、

菽)中可获得满足的结果。氨气爱护钎焊应运用高纯氨，露点必需是

-54℃或更低。火焰钎焊时必需采纳含有金属Na、K、Li的氟化物和氯

化物的特殊钎剂。

2、钎焊技术

钎焊前必需彻底清理表面，进行脱脂和去除氧化膜。厚氧化膜

应当采纳机械法、喷砂法或熔融盐浴法去除。薄氧化膜可在含20%〜40%

硝酸和2%氢氟酸溶液中消退。

Ti、Zr及其合金在钎焊加热时不允许接头表面同空气接触，可

在真空或惰性气体爱护下进行钎焊，可以采纳高频感应加热或爱护中加

热等方法。小型对称零件最好采纳感应加热的方法，而对于大型困难组

件，则采纳炉中钎焊比较有利。

用于Ti、Zr及其合金钎焊的加热元件最好选择Ni-Cr、W、Mo、

Ta等材料，不能运用以裸露石墨为加热元件的设备，以免造成碳污染。

钎焊夹具应选用高温强度好、热膨胀系数及Ti或Zr相近、并及基体金

属反应性小的材料。

八、难熔金属的钎焊

1、钎料

凡温度低于3000C的各种钎料均可用于W的钎焊，其中400℃

以下运用的构件可选用铜基或银基钎料;在400〜900C之间运用的构件

通常选用金基、锌基、猛基、钿基或钻基钎料；高于1000C运用的构件,

多采纳纯金属Nb、Ta、Ni、Pt、Pd、Mo等钎料。伯基钎料钎焊后的构

件，基工作温度已经达到2150C。假如在钎焊后进行1080C的扩散处

理，则最高工作温度可达3038℃。

钎焊W的钎料大多数都可以用于Mo的钎焊，其中400℃以下工

作的Mo构件可选用铜基或银基钎料；400〜650C之间工作的电子器件

及非结构件，可以运用Cu-Ag、Au-Ni、Pd-Ni或Cu-Ni等钎料；更高温

度下工作的构件可采纳钛基或其他高熔点的纯金属钎料，应留意的是，

一般不举荐运用镒基、钻基和银基钎料，以避开在钎缝中形成脆性金属

间化合物。

Ta或Nb构件在1000℃以下运用时，可以选用铜基、锌基、钻

基、钛基、银基、金基及把基针剂，其中Cu-Au.Au-Ni.Pd-Ni.Pt-Au_Ni>

Cu-Sn钎料对Ta和Nb的润湿性及钎缝成型好，接头强度也比较高。由

于银基钎料有使钎焊金属变脆的倾向，应尽可能避开运用。在1000〜

1300C之间运用的构件，钎料应选用及它们形成无限固液体的纯金属

Ti、V、Zr或以这些金属为基的合金。运用温度更高时，可选用含Hf

的钎料。

W、Mo、Ta、Nb高温钎焊用钎料见表13。

表13难熔金属高温钎焊用

钎料成分（质量分数）（％）P钎焊温度用途及性能Q

NiP1500〜1700c鸨、铜一

Nbr(2468)P鸨、钥一

Ta*3(2996)/鸨。

Ra(3180)^鸽Q

\ZAAAr#^(1852)/鸽、钳，

B-Au75Pd25P(1410)3鸨、与业

B-Cu55Ni45^(1300)^鸨、钳一

B-Cu69.5Ni30Fe0.5*(1240)^鸨、的3

B-N153.5Mo46.5c(1320—呜、与目、银Q

B-Pd65co35d(1220)~鸨、钥*

B-PdSlNiSeCrlO^(1260)-族专打

B-Ti90Tal0^(1780)一鸨、石墨一

B-Ti85TalOCr5^(1600〜1700)。鸨、石墨一

B-Ti70Cr20Mn7Ni3P(1330〜1350)2鸨、石墨，

B-Ti67Cr33^1440~1480Q鸽铝与石墨、铝与陶瓷/

B-Ti66V30Be4^1270〜1310"难熔金属、铝与石墨、铝与陶瓷3

B-Ti54Cr25V21^1550〜1650-雄熔金属与石墨、陶瓷及金属的钎外

B-T191.5Si8.5d1330^难熔金属与金属、石墨的钎焊一

B-Ti72Ni28^1140c钳与难熔金属、钳与石墨、铜与陶整

B-Ti70V30^1675〜1760^铝与铝、铝与石墨、铝与陶瓷〃

B-Ti62Cr25Nbl3P1260~铝与难熔金属、钳与石墨~

B-Ti47.5Zr47.5Nb5^1600〜1700。鸨、钳与金属、钥与石墨、钳与陶考

B-Hf78.5Tal9Mo2.5aP铝与难熔金属、铜与石器小

B-Ti50V40Tal0^1760c担与难熔金属、钥与石墨、钥与陶苇

B-V6OTa30Ti56^1843a钥与金属、钥与石器、钥与陶瓷一

B-V6OTa30Nb5P1871P铝与难熔金属、钥与石墨」

B-V65Nb30Ta5P1816K铝与难熔金属、铝与石黑，

B-Ti48Zr48Be4^1049P银与陶瓷、扩散100h、r=162.9MP2

B-Zr75Nbl9Be6P1049P银与铝、扩散100h,r=170.2MPa^

B-Co43.7Cr21Ni21Si8W5.5B0.8P1177^银与难熔金属、银与不锈钢、银与；1

温合金.

2、钎焊技术

钎焊前要求特殊细致地消退难熔金属表面的氧化物，可以采纳

机械打磨、喷砂、超声波清洗，也可以进行化学清洗。完成清理工序之

后要马上进行钎焊。

由于W的固有脆性，在构件组装操作中应当心处理W零件以免

碰断。为了防止形成脆性的碳化鸨，应避开W及石墨干脆接触。山于焊

前加工或焊接而产生的预应力，应在焊前予以消退。W在温度上升时极

易氧化，钎焊时要求真空度要足够高，在1000〜1400c的温度范围内进

行钎焊时，真空度不能低于8X10-3Pa。为了提高接头的再熔化温度和

运用温度可把钎焊过程和焊后的扩散处理结合起来，例如用

B-Ni68Cr20Sil0Fel钎料在1180℃下钎焊W,焊后经1070℃/4h.

1200℃/3.5h和1300℃/2h的三次扩散处理后，钎焊接头的运用温度可

达2200℃以上。

Mo在钎焊接头装配时，应考虑热膨胀系数小这一特点，接头间隙选在

0.05〜0.13mm范围内为宜。假如运用夹具，要选择热膨胀系数小的材料。

火焰钎焊、受控气氛炉、真空炉、感应加热炉和电阻加热超过冉结晶温

度或由于钎料元素的扩散使再结晶温度降低，都会Mo民生再结晶。因

此，钎焊温度接近再结盟晶温度时，钎焊时间越短越好。在Mo的再结

晶温度以上钎焊时，肯定要限制钎焊时间和冷却速率，避开冷却过快引

起开裂。用氧乙烘火焰钎焊时，运用混合钎剂较志向，即工业硼酸盐或

银钎焊用钎剂加含有氟化钙的高温钎剂，可以获得良好的爱护。其方法

是首先在M。表面涂覆一层银钎焊用钎剂，然后涂覆高温钎剂，银钎焊