钎焊方法
出处:按学科分类—工业技术 北京工业大学出版社《热加工手册》第724页(3091字)
钎焊方法通常是以所应用的热源来命名的,其主要作用是依靠热源将工件加热到必要的温度.钎焊方法种类繁多,有烙铁钎焊、火焰钎焊、金属浴钎焊、盐浴钎焊、气相钎焊、波峰钎焊、电阻钎焊、感应钎焊、炉中钎焊和真空炉中钎焊等,本节仅介绍生产中广泛采用的几种钎焊方法.
9.3.1.1 火焰针焊
火焰钎焊是使用可燃气体与氧气(或压缩空气)混合燃烧的火焰进行加热的钎焊.火焰钎焊由于设备简单、燃气来源广、灵活性大,应用很广.
火焰钎焊所用焊炬可以是通用的气焊炬,也可以是专用钎焊炬.火焰钎焊所用的可燃气体可以是乙炔、丙烷、石油气、雾化汽油、煤气等.助燃气体为氧和压缩空气.不同气体所产生的火焰温度不同.氧乙炔焰是最常用的火焰.
当加热温度不要求太高时,可以用压缩空气代替氧,用丙烷、石油气、雾化汽油代替乙炔.这些火焰的温度比较低,而且不用乙炔又不会污染钎剂,适于钎焊比较小的工件及铝和铝合金.以软钎料进行钎焊时,还可采用喷灯来加热.
9.3.1.2 电阻钎焊
电阻钎焊是将工件直接通以电流或将焊件放在通电的加热板上利用电阻热进行钎焊的方法.电阻钎焊分直接加热和间接加热两种.
电阻钎焊广泛使用铜基和银基钎料.钎料常以片状放在接头内,也可以膏状涂于接头处,工件表面可电镀或包覆一层金属作钎料用.为使钎焊处导电,钎料以水溶液或酒精溶液涂于钎焊处.
电阻钎焊可在通常的电阻焊机上进行,也可采用专门的电阻钎焊设备和手焊钳.
电阻钎焊的优点是加热极快,生产率高,但适于钎焊接头尺寸不大、形状不太复杂的工件.
9.3.1.3 感应钎焊
感应钎焊是利用高频、中频或工频交流电感应加热所进行的钎焊.感应钎焊时将工件置于感应圈产生的交变磁场中,由此而产生的感应电流将工件加热.感应电流的强度与交变磁常也就是感应回路中交流电的频率成正比.
感应钎焊设备主要由感应电流发生器和感应圈组成.发生器选定后,关键问题是设计感应圈.感应圈的设计主要应考虑工件的尺寸外形以及加热形态.感应圈大部分由铜管制成,工作时内部通以冷却水.
感应钎焊可采用各种钎料.钎料和钎剂都在装配时预先放好.感应钎焊除可在空气中进行外,也可在保护气体或真空中进行.在这种情况下,可同时将工件和感应圈放入容器内,也可将装有工件的容器放在感应圈内,而容器抽以真空或通保护气体.
感应钎焊广泛用于钎焊钢、不锈钢、铜和铜合金等,既可用于软钎焊,也可用于硬钎焊,主要用来钎焊比较小的工件,特别适用于对称形状的工件,如管状接头、管与法兰、轴和盘的连接等.
9.3.1.4 浸沾钎焊
浸沾钎焊是将工件局部或整体进入熔态的盐混合物(称盐液)或钎料(称金属液)中而实现加热和钎焊的方法.浸沾钎焊可分为盐浴钎焊和金属浴钎焊等.
1.盐浴钎焊
盐浴钎焊主要用于硬钎焊,盐液由于是加热和保护的介质,故必须予以正确选择.盐浴浸沾钎焊的主要设备是盐浴槽.加热方式有两种:外热式和内热式.盐液浸沾钎焊的优点是生产率高,容易实现机械化,适宜于批量生产.不足之处是这种方法不适宜于间歇操作,工件的形状必须便于盐液能完全充满和流出.
2.金属浴钎焊
这种钎焊方法是将装配好的工件浸入熔态钎料中,依靠熔态钎料的热量使工件加热到规定温度.与此同时,钎料渗入接头间隙,完成钎焊过程.施加钎剂的方式有两种:一种是先将工件浸入钎剂溶液中,取出干燥后再浸入熔态钎料;另一种是在熔态钎料表面加一层熔态钎剂,工件通过熔态针剂时就沾上了钎剂.
这种方法的优点是装配比较容易,生产率高,特别适用于钎焊多而复杂的工件.其缺点是工件表面沾满钎料,增加了钎料的消耗量,必要时还需清除表面不应沾留的钎料.金属浴钎焊由于熔态钎料表面容易氧化,主要用于软钎焊.
3.波峰钎焊
波峰钎焊是金属盐浴钎焊的一种变种,主要用于印刷电路板的钎焊.波峰钎焊的特点是:钎料波峰上没有氧化膜,能使钎料与电路板保持良好的接触;并且电路板与大量流动的钎料接触,可大大加快钎焊速度,提高生产率.
9.3.1.5 炉中钎焊
炉中钎焊可分为空气炉中钎焊、保护气氛炉中钎焊和真空炉中钎焊.炉中钎焊的特点是工件系整体加热,加热均匀,工件变形校但加热慢.一炉可以同时钎焊多件,以弥补加热慢的不足,对批量生产尤为合适.
1.空气炉中钎焊
将装有钎料和钎剂的工件放入一般的工业炉中加热到规定的钎焊温度,钎剂熔化后先去除钎焊处的氧化膜,熔化的钎料然后流入接头间隙,冷凝后即形成接头.
空气炉中钎焊已逐渐为保护气氛钎焊和真空钎焊所取代,空气炉中钎焊目前较多地用于钎焊铝和铝合金.
2.保护气氛炉中钎焊
保护气氛炉中钎焊根据气氛的不同,可分为还原性气体炉中钎焊和惰性气体炉中钎焊.
还原性气体的主要组分是氢和一氧化碳.在还原性气体炉中钎焊时,最常用的钎料是铜和镍基钎料.用银基钎料钎焊时,钎料中的含锌量应低,加热应迅速,并应附加少量钎剂,以减少锌的挥发.钎焊铜时,为避免发生氢玻母材必须是无氧铜.
惰性气体炉中钎焊通常采用氩气,氩气只起保护作用,要求它的纯度高于99.99%.工件通常放在容器内,在流动的氩气中进行钎焊,这种方法的优点是安全可靠
3.真空炉中钎焊
真空钎焊可获得优良的钎焊质量.真空钎焊已广泛用于含有铬,甚至钛或铝等元素的不锈钢和高温合金,以及活性金属如钛、镐,难熔金属钨、钼、钽及其合金的钎焊.真空钎焊炉可分热壁型和冷壁型两类.
真空炉钎焊不适用于锌、镉、锰和磷等元素含量高的钎料,也不能用于含大量这些元素的母材.