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焊工:钎料的种类及成分解析

更新时间:2025-01-10 工作计划 版权反馈
【摘要】:例如,B-Ag72Cu-V:B表示硬钎料,主要元素为Ag,其质量分数为72%,还有Cu元素存在,V表示真空级钎料。例如,HL209表示铜磷钎料,牌号为09。表8-1 钎料牌号中第一位数字的含义5.常用钎料的种类常用钎料的种类主要有锡铅钎料、铝用软钎料、铝基钎料、银基钎料、铜及黄铜钎料等。表8-2 常用锡铅钎料的成分、性能和用途(续)铝用软钎料 用于铝及铝合金钎焊的软钎料为锌基钎料。

钎料是在钎焊过程中为实现两种材料(或零件)的结合,在其间隙内或间隙旁所加的填充物。

1.钎料的基本要求

1)钎料应具有适当的熔点。一般情况下钎料的熔点至少应比钎焊金属的熔点低40~60℃,两者熔点过于接近,会使钎焊过程不易控制,甚至导致钎焊金属晶粒长大、过烧以及局部熔化。

2)具有良好的润湿性,能在母材表面润湿铺展并充分填满钎缝间隙。钎料对于被钎焊金属应具有良好的润湿性,并能透过小的间隙沿钎焊金属表面很好地流动,能充分填满钎缝间隙。

3)能与母材发生溶解、扩散等相互作用,并形成牢固的冶金结合。钎焊时,钎料与基本金属之间应能发生一定的扩散和溶解,依靠这些扩散和溶解使钎焊接头处形成牢固地结合。但是它们之间的作用程度不宜过大,以免发生熔蚀和脆性破坏。

4)得到的钎焊接头应能满足使用要求。所获得的钎焊接头应能满足产品的技术要求,如力学性能(常温、高温或低温下的强度、塑性和冲击韧性等)和物理化学性能(导电性、导热性、抗氧化性、耐蚀性等)方面的要求。

5)应具有稳定和均匀的成分。

6)钎料金属应不容易氧化,或形成氧化物后能易于清除。

7)钎料本身应熔炼制造方便,最好能具有良好的塑性,以便加工成板、箔、丝、条、粒、棒、片、粉等各种需要的形状,也可根据需要以特殊形状,如环等成型钎料或膏状供应,以便于生产使用。

此外,还应考虑钎料的经济性,在满足工艺性能和使用性能的前提下,应尽量少用或不用稀有金属和贵金属,从而降低生产成本。

2.钎料的分类与选用

(1)钎料的分类

1)按钎料的熔点分。通常按熔化温度来划分钎料,熔化温度低于450℃的称为软钎料,高于450℃的称为硬钎料,高于950℃的称为高温钎料。

2)按钎料的化学成分。根据组成钎料的主要元素把软钎料和硬钎料划分为各种基的钎料。如软钎料又可分为铟基、铋基、锡基、铅基、镉基、锌基等钎料;硬钎料又可分为铝基、铜基、锰基、镍基、金基等钎料。

3)按钎焊的工艺性能分。钎料可分为自钎剂钎料、电真空钎料、复合钎料。

(2)钎料的选用 正确地选择钎料不仅是一个重要的,也是一个较复杂的问题,应从经济角度、使用要求、钎料与母材的配合、钎焊加热等方面进行综合考虑。

1)经济角度。在保证焊接质量的前提下,尽量选择价格便宜的钎料。

2)使用要求。主要考虑对焊接接头的强度要求、耐蚀性要求、导电性要求,某些特殊情况下还需考虑其他限制条件。

3)钎料与母材的配合。要综合考虑钎料的润湿性,钎料与母材的相互作用,钎焊温度对母材的影响,热膨胀系数的差距等问题。

4)钎焊加热。加热方法也影响钎料的选择,要考虑钎料电阻及挥发性因素。

3.钎料选择的影响因素

(1)钎焊母材 考虑母材与钎料的相互作用以及母材的热处理。

(2)加热方式 快速加热与慢速加热对钎料的选择。

(3)工件使用要求 工件耐蚀性或抗氧化性和在工作温度下的合适强度。

(4)钎焊温度 在指定的钎焊温度下,应选择具有最低钎焊温度的钎料。

(5)接头设计 部件体积、接头长度和接头间隙对钎料的选择。

(6)钎料形状 钎料能适应特定场合需要钎料的外形。

(7)接头外观要求 钎料能满足接头的美观要求。

(8)施工安全 避免有毒元素。

4.钎料的编号

1)依据GB/T 6208—1995《钎料型号表示方法》的规定,钎料型号由以下两部分组成:(www.xing528.com)

①型号中的第一部分用一个大写英文字母表示钎料的型号:“S”表示软钎料;“B”表示硬钎料。

②型号中的第二部分由主要合金元素组分的化学元素符号组成,在这部分中第一个化学元素符号表示钎料的基体组分,其他化学元素符号按其质量分数(%)顺序排列,当几种元素具有相同质量分数时,按其原子序数顺序排列。当需要标记其他内容时,以“-”与第二部分隔开标记于后。

例如,B-Ag72Cu-V:B表示硬钎料,主要元素为Ag,其质量分数为72%,还有Cu元素存在,V表示真空级钎料。

2)原工业部1997年制定的《焊接材料产品样本》中钎料牌号的表示方法为:牌号前字母“HL”表示钎料,第一位数字表示钎料化学组成类型,其含义见表8-1,第二、三位数字表示同一类型钎料的不同牌号。

例如,HL209表示铜磷钎料,牌号为09。

8-1 钎料牌号中第一位数字的含义

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5.常用钎料的种类

常用钎料的种类主要有锡铅钎料、铝用软钎料、铝基钎料、银基钎料、铜及黄铜钎料等。

(1)锡铅钎料 锡铅钎料由于熔点低,润湿性好,耐蚀性优良,所以是应用最广泛的软钎料。当锡铅含量为61.9%(质量分数)时,形成熔点为183℃的共晶合金。加入铅可以降低钎料的熔点,改善钎料的流动性,提高钎料的强度和耐蚀性。常用锡铅钎料的成分、性能和用途见表8-2。

8-2 常用锡铅钎料的成分性能和用途

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(续)

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(2)铝用软钎料 用于铝及铝合金钎焊的软钎料为锌基钎料。锌的熔点为419℃。在锌中加入锡和镉能明显降低其熔点。加入银、铜、铝等元素可提高其耐蚀性。大部分锌基钎料的强度低,塑性差,对钢的润湿作用差,对铜及铜合金的润湿作用也较差。它主要用于钎焊铝及铝合金。按其熔化温度可分为三类:①铝用低温软钎料,是在锡或锡铅合金中加入锌,以提高钎料与铝的作用能力;②铝用中温软钎料,主要是锌锡合金及锌镉合金;③铝用高温软钎料,主要是锌基合金。部分锌基钎料的牌号、成分、性能和用途见表8-3。

8-3 部分锌基钎料的牌号成分性能和用途

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(续)

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(3)铝基钎料 铝基钎料主要是铝与其他金属的共晶合金。由于铝基钎料表面形成的氧化物难以除去,同时铝与铜、铁等很多金属都能形成脆性的金属化合物,影响接头质量,所以铝基钎料目前主要用来钎焊铝及铝合金。铝基钎料的成分、性能及用途见表8-4。

8-4 铝基钎料的成分性能及用途

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(4)银基钎料 银基钎料是应用最广的一种硬钎料。由于熔点不是很高,能润湿很多金属,并且有良好的强度、塑性、导热性、导电性和耐各种介质腐蚀的性能,因此广泛用于钎焊低碳钢、低合金钢、不锈钢、铜及铜合金、耐热合金、硬质合金等。银基钎料的成分、性能及用途见表8-5。

8-5 银基钎料的成分性能及用途

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(5)铜及黄铜钎料 由于铜及铜合金钎料一般不含银,是极经济的硬钎料,因此在钢铁的钎焊中被广泛应用。纯铜钎料的最大缺点是熔点高,因而钎焊温度高,造成被钎焊金属的晶粒长大,力学性能变差。为了降低钎料熔点,常在铜中加入锌、锡、锰和磷等元素,其中加锌的黄铜钎料最为普遍、最常用。常用铜锌钎料的成分、性能及用途见表8-6。

8-6 常用铜锌钎料的成分性能及用途

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(续)

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