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钎焊(硬钎焊)

 发布于: 2012/11/11 15:08:28

    钎焊与其他焊接方法有所不同,即钎焊时母材没有熔化。钎焊时热量的输入仅使得钎料熔化。另外一种连接方法,即软钎焊,与前面所说一致仅需要熔化填充材料来形成接头。硬钎焊与软钎焊的区别仅在于填充材料的熔化温度的不同。填充材料的熔化温度在840℉(450℃)以上的为硬钎焊,而在这温度以下为软钎焊。因此俗称的“银钎焊”是种错误的术语,因为银焊填充材料的熔化温度在840℉以上。
    钎焊时母材没有熔化,因此在填充材料与母材之间也没有熔合线,但是钎焊接头仍然有相当大的强度。虽然钎料比母材强度低,但是只要采用适当钎焊接头形式,钎焊接接头强度仍能大于等于母材强度。这主要有二个因素:
    首先钎焊接头具有很大的接触面积;其次钎焊接头两侧之间的间隙保持最小。接头间隙大于0.010in.(0.25mm)会导致接头强度急剧下降。图3.51显示了一些典型的钎焊接头。可以看到钎焊接头的接触面积大,并且两部件接触紧密。


钎焊(硬钎焊)

    清理整个接头面积是钎焊的一个重要步骤。若清理不充足的话,接头强度会受到影响。工件接头清理装配结束后,就可以采用某些方式加热接头了。当工件加热到高于钎料熔点时,将钎料接触接头处,这时由于毛细作用,钎料就会吸入接头间隙中形成钎焊接头。
    毛细作用现象指液体被两个表面的紧闭间隙吸入的现象。我们可以做个实验来观察这个现象:用两块平玻璃紧贴在一起竖立在水盆中,在两块玻璃中的水由于毛细作用就会上升至高于水盆液面的液位。由于毛细作用和表面张力有关,所以材料表面清洁程度对毛细作用影响很大。
    因此若接头表面清理不够,毛细作用就会降低,甚至不能将钎料完全吸入接头间隙,从而产生强度不充分的钎焊接头。
    钎料有各种形状和各种合金。钎料形状有:线,条,箔,膏和其他预制形状。预制形状指针对特殊接头形式设计特殊形状的钎料,并在接头装配时就放入或接近接头。图3.52所示的是在钎焊加热前铜预成型如何放入一接头中的。如图3.53展示当预制钎料放入接头空穴后,钎料是如何流入钎焊接头。


钎焊(硬钎焊)

    作为焊接耗材,钎焊合金也有美国焊接协会的命名。钎焊合金命名是以B开头,接着以所含的重要的化学元素的缩写而组成的(见图3.54)。在这些分组中有各种类型的钎料,这些类型的钎料仅在特性上略有不同。在命名中字母“R”在“B”前面的钎料,它们的化学特性与铜和铜合金气体保护焊的焊条是一样的。


钎焊(硬钎焊)

    为了保持在加热期间接头的的清洁,常常用钎剂。钎剂也按照美国焊接协会的类别,根据母材的类型及所用填充金属进行分类。它们所图3.55所示字母数字进行命名。
    有许多种钎焊方法,主要是在接头所用的加热方法不同。最熟悉的方法是氧燃料火焰来加热,称为火焰钎焊(TB)。它可以是手工的,机械的或自动的。其它的通常加热方法有炉中,感应,电阻,浸沉和红外线。
    炉中钎焊(FB)是在炉子中完成的,常常需要伴随着被控制的环境。钎焊的填充材料和焊剂被预先放入或放在靠近接头处,然后把要被连接的部件放入炉中在严格控制的条件下加热。一旦组装达到钎焊温度,FB可以用于同时生产各种各样的钎焊接头。


钎焊(硬钎焊)

    感应钎焊(IB)靠把所焊部件放入一感应线圈中在部件上产生感应热来完成的。感应线圈就是一简单的线圈,一高频率电流通过这一线圈。这电流对被放入线圈内的金属能显著的加热。
    电阻钎焊(RB)是用金属自带的电阻来加热完成的。当一电流通过在钎焊接头的任何一端母材时,产生的电阻加热能熔化放在接头处的钎料。
    浸沉式钎焊(DB)与其它形式不同因为被焊的部件被浸入熔化池以得到必需的加热。这个熔池是熔化了的钎料或是基它形式盐的化学物。
    红外线钎焊(IRB)是用辐射能提供加热的。就是说,要被焊接的接头用高密度的红外线源进行加热。
    钎焊在许多行业中应用,特别是航空业和加热及空调业。它可以用于连接所有的金属,并且也能用于金属与非金属的连接。
    钎焊的最大优点之一是它可以用于连接不同的金属。因为钎焊并不熔化母材金属而产生一种不具有所期望特性的混合合金。它很适合于那些其它方法不能连接的金属。其另一个优点是并不昂贵的设备。因为钎焊比其它焊接所用的是温度要低,薄金属也可以连接,不用担心焊穿或变形。
    钎焊的主要缺点是被焊部件在焊前要非常干净。另一是接头的设计必须要提供足够的表面积以便产生所需要的强度。某些焊件的外形并不满足此条件。
    钎焊也有其固有的几个问题。首先是在接头内空或未焊合区的形成。这可能是由于没有足够清理或部件加热不恰当造成的。另一问题是在母材上局部加热过大,引起母材熔化或侵蚀。
    这种情况通常是在火焰钎焊中出现。因为火焰热量与其机械作用会磨损与钎焊接头相邻的母材。另外担心的是由于钎剂太活泼所引起母材的腐蚀。所残留的钎剂必须清理掉以防止接头或母材的腐蚀。

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