钎焊是利用熔点比焊件低的钎料作为填充金属,加热时钎料熔化而将焊件连接起来的焊接方法。
钎焊时,将表面清理好的工件以搭接形式装配在一起,把钎料放在接头间隙附近或接头间隙之间。当工件与钎料被加热到稍高于钎料的熔点温度后,钎料熔化(此时工件不熔化),借助毛细管作用钎料被吸入并充满固态工件间隙,液态钎料与工件金属相互扩散溶解、冷凝后即形成钎焊接头。
根据钎料熔点的不同,钎焊可分为硬钎焊与软钎焊两类。
1.硬钎焊
硬钎焊是指焊接钎料熔点在450 ℃以上,接头强度在200 MPa 以上的钎焊。属于这类的钎料有铜基、银基和镍基钎料等。银基钎料钎焊的接头具有较高的强度、良好的导电性和耐蚀性,而且熔点较低、工艺性好,但银钎料较贵,只用于要求高的焊件; 镍铬合金钎料可用于钎焊耐热的高强度合金与不锈钢,工作温度可高达900 ℃,但钎焊时的温度要求高于1 000 ℃以上,工艺要求很严。
硬钎焊主要用于受力较大的钢铁和铜合金构件(如自行车架、带锯锯条等)以及工具、刀具的焊接。
2.软钎焊
软钎焊的焊接钎料熔点在450 ℃以下,接头强度较低,一般不超过70 MPa,这种钎焊只用于焊接受力不大、工作温度较低的工件。常用的钎料是锡铅合金,所以通常称锡焊,这类钎料的熔点一般低于230 ℃。因其熔化后渗入接头间隙的能力较强,所以具有较好的焊接工艺性能。
软钎焊广泛用于焊接受力不大的常温下工作的仪表、导电元件以及由钢铁、铜及铜合金等制造的构件。
钎焊构件的接头形式都采用板料搭接和套件镶接,图11-36 所示为几种常见的形式。这些接头都有较大的钎接面,以弥补钎料强度低的不足,保证接头有一定的承载能力。
接头之间应有良好的配合和适当的间隙: 间隙太小,会影响钎料的渗入与湿润,达不到全部焊合; 间隙太大,不仅浪费钎料,而且会降低钎焊接头强度。因此,一般钎焊接头间隙值取0.05~0.2 mm。(www.xing528.com)
在钎焊过程中,一般都需要使用熔剂,即钎剂,其作用是清除被焊金属表面的氧化膜及其他杂质; 改善钎料流入间隙的性能(即湿润性); 保护钎料及焊件不被氧化。因此,对钎焊质量影响很大。
常用钎剂: 软钎焊时,常用的钎剂为松香或氯化锌溶液; 硬钎焊钎剂的种类较多,主要有硼砂、硼酸、氟化物、氯化物等,应根据钎料种类选用。
与一般熔化焊相比,钎焊的特点:
1)工件加热温度较低,组织和力学性能变化很小,变形也小; 接头光滑平整,工件尺寸精确。
2)可焊接性能差异很大的异种金属,对工件厚度的差别也没有严格限制。
3)工件整体加热钎焊时,可同时钎焊多条(甚至上千条)接缝组成的复杂形状构件,生产率很高。
4)设备简单,投资费用少。
5)钎焊的接头强度较低,尤其是动载强度低,允许的工作温度不高,焊前清整要求严格,而且钎料价格较贵。
因此,钎焊不适合于一般钢结构件和重载、动载零件的焊接,主要用于制造精密仪表、电气部件、异种金属构件以及某些复杂薄板结构(如夹层结构、蜂窝结构等),也常用于钎焊各类导线与硬质合金刀具。
图11-36 钎焊的接头形式
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