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第五节 钎焊 一、 钎焊的原理及优缺点 1.?钎焊的原理 钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件(母材)与钎料加热到高于钎料熔点，但低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散而实现连接焊件的方法。 2.钎焊的优缺点 与熔焊相比，钎焊有如下特点： 1) 钎焊时，钎料熔化，焊件不熔化。焊接温度随所选用钎料不同从室温到接近母材熔化的大范围内变化。为了防止母材组织和性能变化，便可以选择熔点低的钎料进行钎焊，熔焊则没有这种选择余地。 2) 钎焊时，焊件常整体加热或钎缝周围大面积均匀加热，因此焊件的相对变形量以及钎焊接头的残余应力都比熔焊小得多，易于保证焊件的精密尺寸。 3) 钎缝主要是靠液态钎料自动填满缝隙后凝固而成，只要钎料、钎剂和钎焊方法选择得当，就可以多条钎缝或大批量的焊件同时或连续进行钎焊，生产率很高。钎焊过程很少受焊件结构的开敞性和可达性的影响。 4) 由于钎焊反应只在母材数微米至数十微米以下界面进行，一般不牵涉到母材深层的结构，因此特别有利于异种金属之间，甚至金属与非金属之间、非金属与非金属之间的连接，这是熔焊方法做不到的。 5) 钎缝的强度和耐热性都比母材金属低。为了弥补强度不足，常采用增大搭接面积来解决问题。因而钎焊接头较多地采用搭接接头使结构的重量增大，耗材较多。 一、钎焊工艺 （一）钎焊接头设计 （1）钎焊接头形式 钎焊接头形式较多，但常使用的有搭接、对接、斜接及T形接等四种基本形式。 搭接的接头强度最高，其次是斜接，最差的是对接，所以承受载荷的零件，一般用搭接。对接只有在承受很小的厚壁构件中才采用。薄壁零件钎焊时，可采用锁边接头以提高接头强度及密封性。 （2）搭接长度 搭接接头是钎焊常用接头，为了保证钎焊搭接接头与母材具有相等的承载能力，理论上可按下式计算搭接长度L 在生产实践中,搭接长度通常为钎焊金属厚度3倍以上，但却较少超过15mm。因为搭接长度超过15mm以上时，在钎焊操作时很难获得完美的钎缝。 （3）接头的装配间隙 钎焊是靠毛细作用使液态钎料填满间隙的，因此必须正确选择接头的间隙。间隙的大小很大程度上影响钎缝的致密性和接头强度。间隙太小，妨碍钎料流入，造成钎缝内夹渣或未钎透；间隙过大，破坏钎缝的毛细作用，钎料不能填满间隙。 （二）钎焊前焊件的表面处理和装配 （1）焊件的表面处理 焊件钎焊前焊件的表面处理包括去油、除氧化膜及焊件表面镀覆镀层。焊件表面镀覆镀层是为改善钎料对某些基体材料表面的润湿性，为防止焊件材料在钎焊过程中被严重氧化及钎料形成脆性化合物。 （2）钎焊接头的固定 设计钎焊接头时必须考虑使焊前零件的装配与定位简便而又准确。 对于尺寸较大结构复杂的零件，一般采用专用夹具来定位与夹紧。这时接头设计不受限制，而对夹具则有较高的要求，如耐高温，抗氧化，具有足够的强度和刚性等。 （3）钎料的预置和定位 在接头设计时就必须确定用什么形状的钎料，以什么方式和方法向接头间隙进给钎料。通常气体火焰钎焊和烙铁钎焊钎料是在钎焊时进给的，其它钎焊方法一般都是预先把钎料安置在接头上。 （三）对钎料的要求及钎料的分类 1. 对钎料的要求 钎焊时用的填充金属称钎料。由于焊件是依靠熔化的钎料凝固后而被连接起来的。因此，钎焊接头的质量与性能在很大程度上取决于钎料。 为了满足工艺要求和获得高质量的钎焊接头，钎料必须满足下列基本要求： 1) 应具有合适的熔点。钎料的熔点至少应比母材的熔点低40～50℃。若两者熔点太接近，则钎焊过程不易控制，甚至可能引起母材过热或局部熔化。 2) 应具有良好的润湿性，能充分填满接头间隙。 3)与母材的物理化学作用应保证它们之间形成牢固的结合。 4)成分稳定，尽量减少钎焊温度下元素的损耗；少用或不用稀贵金属。 5) 满足钎焊接头物理、化学和力学性能的要求。 2. 钎料的分类 钎料按其熔化温度范围分为软钎料和硬钎料。前者熔点在450℃以下，后者熔点在450℃以上。 又根据组成钎料的主要元素把这两类又细分为各种基的钎料。 软钎料有：铋基、铟基、锡基、铅基、镉基、锌基等钎料。 硬钎料有：铝基、银基、铜基、锰基、镍基、金基、钛基等钎料。 3.钎料的型