各种材料的钎焊
钎焊技术详细

铝钎焊技术简介钎焊定义:用比母材熔点低的金属材料作为钎料,用液态钎料润湿母材和填充工件接口间隙并使其与母材相互扩散的焊接方法。
钎焊时只有钎料熔化而母材保持固态,这就要求钎料的熔点低于母材的熔点,其成分亦有差别。
熔化的钎料依靠润湿和毛细作用吸入并保持在母材间隙内,液态钎料与固态母材间的相互扩散形成冶金结合。
一般来说,钎焊作业要使用焊料和焊剂,使用的焊料熔点在450℃以下的称为焊锡(锡和铅的合金),温度在其以上者称为钎焊(BRAZING),另外,利用高分子的媒介的接合称为熔接(BONDING),和钎焊加以区别。
铝钎焊介绍:铝的钎焊始于二十世纪三十年代初。
如今已有许多种不同的钎焊技术被采用。
在钎焊装置中,气氛炉钎焊,真空钎焊和浸渍钎焊占了很大部分。
铝钎焊特点:为了使钎焊成功,钎焊焊接处表面必须干净且在钎焊温度时,该表面不能有任何氧化。
铝在空气中及焊接时极易氧化,生成的氧化铝(Al2O3)熔点高、非常稳定,不易去除。
(如超过250℃,铝表面会形成高温氧化物,这些氧化物很难被Noclok钎剂去除)氧化膜阻碍钎料的熔化和熔合,氧化膜的比重大,不易浮出表面,易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。
铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分,易使焊缝产生气孔。
焊接时应清除其表面氧化膜。
(焊剂与氧化物反应并同时取代氧化物,从而避免焊件与炉子内的空气接触,这样钎料熔化并通过毛细管作用被拉至焊缝中。
)正如在油垢的表面上浇水由于表面张力的作用会形成水滴一样,在氧化膜上面进行钎焊,钎焊材料也无法均匀地和基础金属材料(母材)结合,所以会形成不良的钎焊面。
铝材的钎焊只能采用以下的化学方法和物理方法。
铝钎焊的方法主从次序依次是FB→VB→NB,物理性还原方法VB法和VAW法无需进行焊剂的涂布。
但是VB法的缺点是还原不够彻底,残留一部分氧化物,再有就是为了强化铝材添加的镁在真空状态下随还原反应分解使之不耐腐蚀。
另外,VAW法的介质气体需使用D.P(露点)-70℃,含氧量为6-8ppm的氮气,较难做到。
钎料的分类

钎料的分类钎料是一种用于连接金属或非金属材料的材料,广泛应用于焊接、钎焊和硬焊等工艺中。
根据其成分和用途的不同,钎料可以分为多个分类。
一、按成分分类1. 锡基钎料:以锡为主要成分的钎料,常用的有铅锡钎料和银锡钎料。
铅锡钎料具有低熔点、润湿性好的特点,适用于低温钎焊。
而银锡钎料具有高强度、高温性能好的特点,适用于高温环境下的钎焊。
2. 铜基钎料:以铜为主要成分的钎料,常用的有铜锡钎料和铜磷钎料。
铜锡钎料具有良好的润湿性和导热性能,适用于钢、铜、镍等材料的钎焊。
铜磷钎料则适用于钎焊铜合金和铜与钢、铸铁等材料的连接。
3. 镍基钎料:以镍为主要成分的钎料,常用的有镍银钎料和镍铜钎料。
镍银钎料具有高强度、高温性能好的特点,适用于高温环境下的钎焊。
镍铜钎料则适用于钎焊不锈钢和镍合金等材料。
4. 铝基钎料:以铝为主要成分的钎料,常用的有铝锌钎料和铝硅钎料。
铝锌钎料具有低熔点、润湿性好的特点,适用于低温钎焊。
铝硅钎料则适用于钎焊铝合金和铝与钢、铜等材料的连接。
二、按用途分类1. 通用钎料:适用于多种金属和非金属材料的连接,具有润湿性好、强度适中的特点,广泛应用于各个行业的钎焊工艺中。
2. 不锈钢钎料:专用于不锈钢材料的钎焊,具有良好的耐腐蚀性和高温性能,能够确保连接的牢固和密封性。
3. 铸铁钎料:专用于铸铁材料的钎焊,具有良好的润湿性和热膨胀性,能够确保连接的牢固和密封性。
4. 铝合金钎料:专用于铝合金材料的钎焊,具有良好的润湿性和热膨胀性,能够确保连接的牢固和密封性。
5. 铜合金钎料:专用于铜合金材料的钎焊,具有良好的润湿性和导热性能,能够确保连接的牢固和导电性能。
三、按形状分类1. 线状钎料:呈线状的钎料,适用于手工钎焊和自动化钎焊。
2. 板状钎料:呈板状的钎料,适用于大面积的钎焊连接。
3. 粉末钎料:呈粉末状的钎料,适用于特殊形状或难以钎焊的材料。
四、按熔点分类1. 低温钎料:熔点低于450℃的钎料,适用于对材料影响较小或对热敏感的连接。
各种材料的真空钎焊

各种材料的真空钎焊
真空钎焊是一种广泛应用于不同材料的钎焊技术。
它通过在真空环境
下进行钎焊,可以避免氧化和污染,并提供更稳定和均匀的焊接质量。
以
下是各种材料的真空钎焊技术的一些例子:
1.金属材料:
真空钎焊在金属材料中应用十分广泛,其中包括不锈钢、铜和铝合金等。
真空钎焊可以保持金属的高纯度,并且能够避免氧化和内部气体的存在。
对于金属材料的真空钎焊,通常需要使用合适的钎焊剂。
2.陶瓷材料:
真空钎焊在陶瓷材料中也具有重要的应用。
陶瓷材料具有高熔点和脆性,因此传统的焊接方法往往无法实现。
真空钎焊可以在降低熔点和增加
接触区域后进行,以实现可靠的焊接连接。
例如,常用的氧化铝陶瓷可以
通过真空钎焊来实现焊接。
3.玻璃材料:
玻璃材料通常具有较低的熔点,所以真空钎焊对于玻璃材料的应用较多。
例如,在光学器件的制造过程中,常常需要进行玻璃材料的真空钎焊。
真空钎焊可以在保持玻璃材料高纯度的同时,实现高强度的连接。
4.半导体材料:
半导体材料的真空钎焊常用于制造电子器件和光电子器件。
典型的半
导体材料,如硅和镓砷化镓(GaAs),可以通过真空钎焊来实现器件的封
装和连接。
真空钎焊不仅可以提高器件的性能,还可以避免材料在高温环
境下的氧化和污染。
总结起来,真空钎焊是一种适用于各种材料的焊接技术,包括金属、陶瓷、玻璃和半导体材料等。
通过在真空环境下进行焊接,可以避免氧化和污染,并获得稳定和均匀的焊接质量。
这为各种材料的应用提供了更多的可能性,并推动了许多关键领域的发展。
钎焊工作业指导书-

钎焊工作业指导书-一、常见的钎焊方法钎焊是一种连接材料的方法,在工业生产和日常生活中都广泛应用。
常见的钎焊方法有以下几种:1. 火焰钎焊:火焰钎焊是利用气体或液体燃料和氧气进行的钎焊方法。
火焰钎焊的优点是热源温度高,热输入平稳,成本低,易于操作,适用于各种材料的连接。
2. 电弧钎焊:电弧钎焊是利用电弧产生的高温热源进行的钎焊方法。
电弧钎焊的优点是熔深大,成本低,适用于各种材料的连接,但电弧钎焊的热输入不易控制,要求操作者有良好的技术水平。
3. 感应钎焊:感应钎焊是利用高频感应电流产生的高温热源进行的钎焊方法。
感应钎焊的优点是热输入精确,操作简单,适用于大量生产和自动化生产。
二、钎焊设备的选择和操作钎焊设备的选择和操作对钎焊质量有重要影响,以下是操作钎焊设备的一些基本步骤:1. 设备选择:钎焊设备的选择根据材料、焊接厚度和焊接位置来决定。
要选用适当的钎焊设备才能保证钎焊质量。
2. 准备工作:钎焊前必须将焊接部位清洁干净,以免影响钎焊质量。
还要将钎焊材料加热至适当的温度。
3. 钎焊方式:钎焊方式有手工钎焊和机械钎焊两种。
手工钎焊需要经过专业的培训才能进行,机械钎焊通常由机器完成。
4. 钎焊后处理:钎焊后要对焊接部位进行充分的冷却,防止打碎焊接部位。
还要对焊缝进行打磨、切削等处理,以免影响后续工作。
三、钎焊中常见的问题及解决方法钎焊中常见的问题包括焊接质量不好、焊接过程中出现变形等,以下是一些常见问题的解决方法:1. 焊接质量不好:焊接质量不好的原因可能是工作温度不够高、材料准备不充分、焊接环境不良等。
应在实践中对这些问题进行排查和解决。
2. 焊接过程中出现变形:钎焊作业会产生热变形,出现变形问题时应及时采取措施,例如在焊接前控制好工作温度、在焊接时采用分段焊接的方法、在焊接后对焊缝冷却等。
3. 其他问题:钎焊中还可能出现一些其他问题,例如操作不当导致设备损坏、不定位松动导致设备失调等。
针对这些问题可以采取技术维修或换设备等手段解决。
钎焊的基本原理和应用范围

钎焊的基本原理和应用范围一、钎焊的基本原理钎焊是一种热连接技术,利用钎料在工件接合部位产生连接。
其基本原理如下:1.选择合适的钎料:钎料通常是一种具有低熔点的金属合金,与要连接的工件材料不同。
钎料的成分要根据工件材料的性质和要求进行选择,以确保连接的强度和耐用性。
2.加热工件:钎焊过程需要对被连接的工件加热至钎料的熔点以上,使钎料可以熔化并渗入工件的接合部位。
3.填充钎料:一旦工件被加热至适当温度,钎料就会被放置在接合部位。
在加热过程中,钎料会熔化并与工件接触,填充接合部位。
4.冷却和固化:一旦钎料填充了接合部位,它会逐渐冷却并固化。
在这个过程中,钎料与工件形成牢固的连接。
二、钎焊的应用范围钎焊广泛应用于不同领域的制造和维修工艺中,其应用范围主要包括以下几个方面:1.金属制造业:钎焊在金属制造业中被广泛应用,如航空航天、汽车、船舶、石油化工等行业。
它用于制造和修理各种金属制品,如管道、容器、发动机零件等。
2.电子行业:钎焊在电子行业中用于连接电子元件、电路板和导线等。
它可以达到高精度和高强度的连接效果,适用于微观尺寸的器件。
3.珠宝制造业:钎焊在珠宝制造业中用于连接和修复各种贵金属制品,如金、银、钻石等。
它不会对珠宝材料产生损害,并可以实现细微的连接。
4.管道安装和修复:钎焊用于管道安装和修复,特别是在需要高强度连接的场合。
它可以用于连接各种材料的管道,如铜、不锈钢、铁等。
5.艺术品制作:钎焊也被广泛用于制作各种艺术品,如雕塑、装饰品等。
它可以实现各种形状和结构的连接,提供创作的灵活性和多样性。
三、钎焊的优点和局限性钎焊作为一种连接技术,具有以下优点:•高强度连接:钎焊可以实现高强度的连接,连接点通常比工件本身更强。
•适用于多种材料:钎焊可以用于连接不同种类的材料,包括金属、陶瓷、玻璃等。
这使得钎焊成为一种多功能的连接技术。
•无需对工件进行特殊处理:钎焊可以在工件表面不适合其他连接技术的情况下使用,不需要额外的处理步骤。
钎焊第七讲 常见材料的钎焊

图7.18 金属氧化物分解压与温度的关系
c.真空气氛钎焊: 氧分压更小,133Pa真空即可比高纯Ar的氧分压低
机理:低氧分压氧化物自分解; 生成的氧化物挥发; 碳钢中的C还原。
图7.19 金属氧化物与CO的自由能
钎焊工艺
KAlF4+K3AlF6共晶
Nocolok 填充Al-Si钎料合金丝,铝氟酸铯填充Al-Zn焊丝
国外:
固体钎剂填充Sn-10Zn共晶合金
铝钎焊膏
Al-12Si共晶钎料粉和Nocolok钎剂粉以有机载体制成膏状
正葵醇或聚乙二醇
Al钎焊中的一些特殊技艺
应用金属镓作为界面活性剂进行铝合金零件精密扩散焊
Step1: 在铝母材表面用棉签涂抹极微量的镓(~1mg/cm2, 合厚度~1.7mm); Step2: 母材加压~10MPa; Step3: 高频感应迅速加热至500oC,在1-2min完成,不需要钎剂;
b. 低银钎料设计的思维模式: 1. Ag含量≈15 wt.% 2. Cu-Zn含量应在70-85 wt.%,其中Zn含量不超过39 wt.%
铜磷钎料
图7.14 Cu-P二元相图 共晶组织:Cu+Cu3P
图7.15 Cu-Ag-Cu3P三元相图
为了节约Ag,降低熔点, 在Ag-Cu-P钎料中加1%的Sn
图7.21 TLP连接过程示意图
7.5 陶瓷与金属的钎焊
陶瓷的分类: 氧化物陶瓷,碳化物陶瓷,氮化物陶瓷和硼化物陶瓷 氧化物陶瓷:应用最广的属氧化铝陶瓷,Al2O3,又称刚玉,还有ZrO2等 氮化物陶瓷:Si3N4,硬度仅次于金刚石、立方氮化硼、碳化硼
钎焊工艺的原理及所用材料

钎焊工艺的原理及所用材料
钎焊工艺是一种常用的金属连接方式,其原理是利用熔化的钎料填充焊缝,使焊件连接。
在钎焊过程中,首先要将钎料加热到液态或半液态状态,然后将其涂敷在要连接的金属表面上。
钎料在冷却过程中会与金属表面相互扩散,形成牢固的连接。
钎焊工艺所使用的材料包括钎料和基材两部分。
钎料通常是一种低熔点的合金,选择合适的钎料可以根据连接的材料种类和要求来确定。
常见的钎料有银钎料、铜钎料、铝钎料等。
一般选择钎料时要考虑其熔点、化学成分和机械性能等特性。
基材是要进行连接的金属材料。
在钎焊过程中,基材的材料决定了钎焊的难度和连接的质量。
常见的基材有铁、铜、铝和钢等。
为了提高基材的可钎性,有时还需要进行相应的预处理,如清洗表面、除去氧化层等。
总之,钎焊工艺的原理是利用熔化的钎料填充焊缝,形成连接。
所使用的材料包括钎料和基材,钎料是低熔点的合金,基材是要连接的金属材料。
选择合适的钎料和预处理基材可以实现高质量的钎焊连接。
铝及铝合金的钎焊

铝及铝合金的钎焊08材控 邢钧魁 20080607131摘 要 本文主要论述了铝及铝合金的分类、性能,以及铝及铝合金钎焊的研究现状、钎焊过程中有可能出现的问题以及在具体实施钎焊时钎剂、钎料的选择与搭配,还介绍了施焊前如何对表面进行清理、准备以及焊后的清理与处理工作、注意事项等。
关键词 钎焊 铝合金 钎剂 钎料1 铝及铝合金1.1铝及铝合金钎焊的研究现状铝合金具有密度小、强度高和耐腐蚀等优点,因而广泛应用于汽车、高速铁路车辆、航空航天和军事工业。
由于它特有的物理、化学性能,其焊接过程中会遇到一系列困难,如氧化、焊缝热裂纹和气孔等。
对于铝合金的焊接,传统的方法主要以熔化焊接为主,设备复杂,且对焊工的技术要求也比较严格。
铝钎焊作为铝合金连接的重要方法,具有钎焊件变形小。
尺寸精度高等优点,近年来在我国得到广泛的应用。
铝及铝合金的钎焊技术近年来研究较多。
随着新材料、新方法的不断出现,铝及铝合金的钎焊工艺也得到了快速的发展,其钎焊方法、钎料及钎剂都有很大的进步。
1.2 铝及铝合金的分类及性能铝及铝合金可以分为工业纯铝、变形铝合金和铸造铝合金。
变形铝合金是指经不同的压力加工方法制成的板、带、管、型、条等半成品材料;铸造铝合金以合金铸锭供应。
变形铝合金又分为不能热处理强化的铝合金和能热处理强化的铝合金。
铝是一种轻金属,密度小,仅为3/7.2cm g ,约为铜或钢的3/1;具有优良的导电性、导热性,良好的耐蚀性以及优良的塑性和加工性能等。
铝合金仍保持纯铝的密度小和耐蚀性好的特点,且力学性能比纯铝高得多。
经热处理后铝合金的力学性能要求可以和钢铁材料相媲美。
1.3 铝及铝合金钎焊的问题铝及铝合金的钎焊与其他合金相比比较难,是由于其表面有一层极为致密的氧化膜,这一层氧化膜的性能非常稳定,能够充分抵抗大气的腐蚀,又能在旧摸上随时生成新膜。
铝及铝合金在焊接的时候需要破坏这一层膜,否则熔化的钎料不能与母材润湿;焊后又需要维持保护膜的完整,否则接头将产生严重的腐蚀。
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中国焊接服务平台:中国焊接服务平台博客: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用含锡量高的钎料。
锡铅钎料中的锡与钢在界面上可能形成FeSn2金属间化合物层,为避免该层化合物的形成,应适当控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,不含锑的钎料所焊的接头强度比含锑的高。
表1 锡铅钎料钎焊的碳钢接头的抗剪强度碳钢和低合金钢硬钎焊时,主要采用纯铜、铜锌和银铜锌钎料。
纯铜熔点高,钎焊时易使母材氧化,主要用于气体保护钎焊和真空钎焊。
但应注意的是钎焊接头间隙宜小于0.05mm,以免产生因铜的流动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。
与纯铜相比,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,一方面可在铜锌钎料中加入少量的Si;另一方面必须采用快速加热的方法,如火焰钎焊、感应钎焊和浸沾钎焊等。
采用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。
采用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,具体数据列于表2中。
表2 银铜锌钎料钎焊的低碳钢接头的强度(2)钎剂钎焊碳钢和低合金钢时均需使用钎剂或保护气体。
钎剂常按所选的钎料和钎焊方法而定。
当采用锡铅钎料时,可选用氯化锌与氯化铵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。
采用铜锌钎料进行硬钎焊时,应选用FB301或FB302钎剂,即硼砂或硼砂与硼酸的混合物;在火焰钎焊中,还可采用硼酸甲酯与甲酸的混合液作钎剂,其中起去膜作用的是B2O3蒸气。
当采用银铜锌钎料时,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一定的腐蚀性,钎焊后应清除干净。
2、钎焊技术采用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。
采用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,操作时应尽量避免火焰直接加热钎料和钎剂,感应钎焊和浸沾钎焊等快速加热方法非常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。
保护气氛中钎焊低合金高强钢时,不但要求气体的纯度高,而且必须配用气体钎剂才能保证钎料在母材表面上的润湿和铺展。
钎剂的残渣可以采取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;氯化锌和氯化铵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用纯铜、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。
采用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350MPa,并且具有较高的冲击韧度和疲劳强度,显著提高了刀具和凿岩工具的使用寿命。
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,应选择钎焊温度与淬火温度相匹配的专用钎料,这种钎料分为两类,一类为锰铁型钎料,主要由锰铁及硼砂组成,所钎焊的接头抗剪强度一般为100MPa左右,但接头易出现裂纹;另一类含Ni、Fe、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)钎剂和保护气体钎剂的选择应与所焊的母材和所选的钎料相配合。
工具钢和硬质合金钎焊时,所用的钎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FB101~FB104钎剂。
采用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,可以采用气体保护钎焊。
保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℃.硬质合金可在氢所保护下进行钎焊,所需氢气的露点应低于-59℃。
2、钎焊技术工具钢在钎焊前必须进行清理,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镍膏状物,并在还原性气氛中烘烤使铜或镍过渡到表面上去,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。
如果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然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,应根据具体钢种确定适宜的钎料、热处理工序以及将钎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。
如果必须在钎焊后进行淬火,只能选用前述的专用钎料进行钎焊。
钎焊高速钢刀具时采用焦炭炉比较合适,当钎料熔化后,取出刃具并立即加压,挤出多余的钎料,再进行油淬,然后在550~570℃回火。
硬质合金刀片与钢制刀杆钎焊时,宜采取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使用寿命。
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。
但注意不要使用硝酸溶液,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用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,可使钎焊接头与母材等强度。
银铜钎料的熔化温度低,钎焊铸铁时可避免产生有害的组织,钎焊接头的性能好,尤其是含Ni的钎料,如B-Ag50CuZnCdNi和B-Ag40CuZnSnNi等,增强了钎料与铸铁的结合力,特别适合于球墨铸铁的钎焊,可使接头与母材等强度。
(2)钎剂采用铜锌钎焊铸铁时,主要配用FB301和FB302钎剂,即硼砂或硼砂与硼酸的混合物。
此外,采用H3BO340%、Li2CO316%、Na2CO324%、NaF7.4%和NaC112.6%组成的钎剂效果更好。
采用银铜钎料钎焊铸铁时,可选择FB101和FB102等钎剂,即硼砂、硼酸、氟化钾和氟硼酸钾的混合物。
2、钎焊技术钎焊铸铁前,应仔细清除铸件表面上的石墨、氧化物、砂子及油污等杂物。
清除油污可采用有机溶剂擦洗的方法,而石墨、氧化物的清除可采用喷砂或喷丸等机械方法,也可采用电化学方法。
此外,还可用氧化火焰灼烧石墨而将其去除。
钎焊铸铁可采用火焰、炉中或感应等加热方法、由于铸铁表面上易形成SiO2,使保护气氛中的钎焊效果不好,帮一般都使用钎剂进行钎焊。
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800℃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用温水冲洗即可清除。
如果难以去除,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重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Cr2O3和TiO2相当稳定,较难去除。
在空气中钎焊时,必须采用活性强的钎剂才能去除它们;在保护气氛中钎焊时,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,必须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重影响。
奥氏体不锈钢的钎焊加热温度不应高于1150℃,否则晶粒将严重长大;若奥氏体不锈钢不含稳定元素Ti或Nb而含碳量又较高,还应避免在敏化温度(500~850℃)内钎焊。
以防止因碳化铬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与淬火温度相匹配,使钎焊工序与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与马氏体不锈钢相同,即钎焊温度必须与热处理制度相匹配,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,尤其是采用铜锌钎料钎焊更为明显。
为避免应力开裂发生,工件在钎焊前应进行消除应力退火,且在钎焊过程中应尽量使工件均匀受热。