复合钎焊合金的应用及特点

随着近年来自动钎焊技术的推广，复合钎料产品也愈来愈受到重视。

5.5.5.1 药皮钎料

复合钎料包括膏状钎料、药芯钎料、“三明治”钎料等，药皮钎料也是其中之一。药皮钎料同焊条一样，即在钎料表面涂敷一层钎剂，钎剂即起着药皮焊条在电焊时药皮的作用。药皮钎料国外在二十世纪七八十年代即已问世。但国内对该产品的需求量不大。使用药皮钎料的优点：①可以节省焊前涂抹钎剂的工序；②节省火焰钎焊时，用钎料蘸钎剂的工序；③钎料和钎剂所占的比率固定，容易保证钎焊质量。

药皮由钎剂、黏结剂、增塑剂等组成。药皮钎料中的钎剂不能含吸潮的化合物单质，如KF等；药皮中的黏结剂是药皮钎料的关键，它应具有：①良好的黏结强度；②良好的韧性，防止药皮开裂；③保证钎剂在钎焊温度下的去膜和保护作用；④黏结剂残渣易去除。黏结剂主要有两种：有机黏结剂和无机黏结剂。有机黏结剂强度低，燃烧时产生的气氛影响工人的健康，还可能污染环境。有机黏结剂在受热分解、碳化后残留的炭容易在钎缝中产生夹杂，导致钎焊接头泄露。使用无机黏结剂可免除这些缺点。最常用的无机黏结剂是水玻璃。但水玻璃的熔点偏高。

专利^[21]提出了一种含无机黏结剂的药皮配方。药皮组成为钎剂占75%～95%（质量分数，下同）；黏结剂5%～25%。黏结剂的成分为35%～90%硅酸钾，其中K₂O∶SiO₂（摩尔分数）=1.25～1.45；1.5%～30%磷酸；0.1%～5%硼酸；0%～30%细二氧化硅粉，余量水。通过调节磷酸同硼酸的比例可改变药皮的稳定性和塑性。减少硼酸含量，提高磷酸含量，黏结剂变硬、变脆。反之，提高硼酸含量，减少磷酸含量，黏结剂变软，塑性变好。磷酸同硅酸钾的比例应该是在它的反应后的产物呈中性，然后再加入硼酸。可以根据实际要求，调节磷酸、硼酸和硅酸钾的加入量。

优化的黏结剂成分为：3%～6%磷酸（85%浓度），50%～70%硅酸钾（30%浓度），0.1%～2%硼酸，余量水。钎剂所占比率为75%～95%；黏结剂所占比率为5%～25%。

实际药皮成分举例如下：

90.4% 钎剂（如硼酸、氟硼酸钾、硼酸钾等）

5.6% 钾水玻璃（浓度30%，K₂O∶SiO₂=1∶4.08）

0.5% 细二氧化硅

0.4% 磷酸（浓度85%）

0.1% 硼酸(www.xing528.com)

3.0% 水

药皮钎焊条用压覆机压制在钎料表面上。药皮钎料环通常采用喷涂或者浸涂的方式，把钎剂复合在钎料表面。药皮钎料环如图5-12所示，利用药皮钎料环进行管路高频钎焊，如图5-13所示。

图5-12 药皮钎料环 Fig.5-12 Flux-coated brazing alloys ring

图5-13 高频钎焊管路（药皮钎料环） Fig.5-13 Induction brazing of tube with flux coated brazing alloys

5.5.5.2 药芯钎料

药芯银焊条通常是在带状的银钎料中添加一定比例的钎剂卷制而成。在使用过程中，工人无须像传统钎焊工艺要求那样用预热的钎焊条蘸钎剂，而是直接在工件上进行施焊。药芯银焊条的结构特征优势体现在“速流性”，与传统的实心钎料相比较，药芯银焊条金属外皮厚度通常为0.2～0.3mm，在同等的热输入条件下更易于达到熔化温度，快速通过毛细作用深入到钎缝间隙，精确填充，不存在过多钎料在钎缝表面堆积的问题（见图5-14）。目前生产的BAg56CuZnSn、BAg30CuZnSn、BAg25CuZnSn等系列药芯银钎料产品，药芯成分为：硼酐23%、氟硼酸钾42%、硼砂30%、氟氢化钾5%。

图5-14 药芯焊条与实心焊条焊后钎料堆积形貌 a）药芯焊条焊后钎料堆积形貌 b）实心焊条焊后钎料堆积形貌 Fig.5-14 Fillet brazed with a）flux cored brazing alloy b）brazing alloy wire