钎焊方法

车辆工程系材料教研室：陈银银钎焊方法8.1钎焊方法的分类8.2火焰钎焊8.3感应钎焊8.4炉中钎焊8.5烙铁钎焊8.6电阻钎焊8.7浸沾钎焊（液体介质中钎焊）8.8扩散钎焊8.9其它钎焊方法8.1钎焊方法的分类8.1钎焊方法的分类按照不同的特征和标准,钎焊方法有以下6种分类方式:1.按钎料的熔点:软钎焊(低于450℃),硬钎焊(高于450℃)2.按钎焊温度:高温钎焊,中温钎焊,低温钎焊.温度的划分相对于母材的熔点而言:eg1钢件:800℃以上-高温钎焊;550~800℃-中温钎焊;550℃以下-低温钎焊;eg2铝合金:450℃以上-高温钎焊;300~450℃-中温钎焊;300℃以下-低温钎焊.8.1钎焊方法的分类3.按照热源的种类和加热方法:火焰钎焊,炉中钎焊,感应钎焊,电阻钎焊,浸渍钎焊,气相钎焊,烙铁钎焊及超声波钎焊等.4.按照去除母材表面氧化膜的方式:钎剂钎焊,无钎剂钎焊,自钎剂钎焊,气体保护钎焊,真空钎焊等.5.按照接头形式特点:毛细钎焊,非毛细钎焊.液态钎料依靠毛细作用填缝的情况称为毛细钎焊,反之称为非毛细钎焊,eg:接触反应钎焊和扩散钎焊是最典型的非毛细钎焊.6.按照被连接的母材或钎料的不同:铝钎焊,不锈钢钎焊,钛合金钎焊,高温合金钎焊,陶瓷钎焊,复合材料钎焊,银钎焊,铜钎焊等.8.2火焰钎焊8.2火焰钎焊8.2.1火焰钎焊的概念火焰钎焊:完成钎焊熔化和流动所需要的热量是靠燃气火焰来实现的.这种方法主要靠一个或多个火焰加热工件,依靠火焰、工件或2者同时的运动,实现对工件的适当加热,实现钎焊连接.8.2火焰钎焊8.2.2火焰钎焊的特点火焰钎焊的装置简单,钎焊前工件需要进行表面清洗.钎焊后的接头也需要进行表面清理,去掉残留在接头上的钎剂和渣壳.这种方法只能适用在那些具有不太高的活性和不需要专门保护的母材的连接.火焰钎焊总结起来有如下4个特点:8.2火焰钎焊1.火焰钎焊在空气中完成,不需要保护气体,通常需要使用钎剂.含P钎料钎焊紫铜的时候不用使用钎剂,原因:P与氧化物作用,起到自钎剂的作用.2.火焰钎焊设备初期投资低,并且操作技术容易掌握.3.火焰钎焊是一种方便、灵活的工艺方法,可实现自动化操作.4.钎料选择范围广:从低温的银基钎料到高温的镍和铜基钎料,都可以使用.丝状,片状,预成形或膏状形式的钎料都可以使用.8.2火焰钎焊8.2.3火焰钎焊原理用可燃气体与氧气(或压缩空气)混合燃烧的火焰来进行加热的钎焊.8.2.4火焰钎焊分类火焰硬钎焊火焰软钎焊8.2.5火焰钎焊的应用1.火焰钎焊应用范围广,不受产品数量的限制,一个接头到几百万个接头都可以很便宜的使用火焰钎焊加工.8.2火焰钎焊2.火焰钎焊在安装和维修的场合也很常见.图8-1:手工火焰钎焊8.2火焰钎焊3.火焰钎焊在大批量生产时,使用半自动或全自动的火焰钎焊.半自动火焰钎焊:人工放置构件,钎料,钎剂.全自动火焰钎焊:自动装卸构件,自动填加钎焊材料.图8-2:冰箱手工钎焊(半自动)8.2火焰钎焊图8-3:空调两器(室外:冷凝器,室外:蒸发器)钎焊(全自动)图8-4:冰箱压缩机管口(全自动)8.2火焰钎焊8.2.6火焰钎焊优点与应用的限制因素1.火焰钎焊的优点(11点)(1)可以加工任何数量的接头,批量小可以采用手工钎焊,批量大可以采用自动钎焊.(2)设备轻便,便于现场安装应用.(3)手工火焰钎焊的氧燃气加热设备,资本投入少.(4)氧燃气加热设备,也可用于其他目的.(5)气体火焰能被调节成碳化焰,还原焰,中性焰,氧化焰.(6)火焰钎焊在组装工艺中最实用.采用局部加热的火焰钎焊可以很方便的完成组装连接.8.2火焰钎焊(7)钎料可以被预置,也可以在工件加热到合适温度后送进.(8)燃烧气体的种类很多,来源方便可靠.(9)所有在氧化环境中不会退化的母材,只要能获得合适的钎焊材料就能被火焰钎焊.(10)接头位置不固定或不能使用位置固定的加热方式钎焊的可以采用手工火焰钎焊.(11)变截面或不同的材料可以通过控制一把或多把焊炬的移动,选择加热部位与合适的热量来钎焊.8.2火焰钎焊2.火焰钎焊应用的限制因素(9点)(1)火焰钎焊是在氧化环境中完成的,钎焊后接头表面有钎剂残渣和热垢.(2)手工火焰钎焊的质量受操作工技能的影响.(3)采用钎剂钎焊的接头相比控制气氛没有使用钎剂的接头更容易发生接头气孔.(4)大部件采用局部加热的火焰钎焊,仍需要过多的加热时间,不经济.(5)高活性母材不适合火焰钎焊,eg:锆和钛.8.2火焰钎焊(6)手工钎焊劳动强度大.(7)厚重件采用火焰钎焊加热时,钎焊区域的温度很难超过1000℃.(8)火焰钎焊含镉钎料,如果钎焊温度超过镉的蒸发温度,将危害人体健康.(9)由于使用钎剂,钎焊后残留的钎剂会引起潜在的腐蚀.8.2火焰钎焊8.2.7火焰钎焊设备(自学部分,简单介绍)火焰钎焊设备主要组成部分包括：气源，阀门，传输气体的软管或管路系统，焊炬，喷嘴，安全装置以及其它辅助装置。8.2.8自动化火焰钎焊设备(自学部分,简单介绍)1.自动化钎焊设备应考虑的因素(1)工件的组装与加载(2)预置钎料与钎剂(3)加热方式(4)钎焊件的冷却与卸载8.2火焰钎焊2.自动化钎焊设备的类型(1)旋转转位火焰钎焊机(2)联机线形输送线钎焊设备(3)往返装置8.2.9火焰钎焊用燃气(自学部分,简单介绍)用于火焰钎焊的燃气是天然气,丙烷,液化石油气,丙烯,某些专利混合气,乙炔气.手工火焰钎焊最适用的气体是氧气和丙烷气,氧气和乙炔气.8.2火焰钎焊8.2.10火焰钎焊接头设计与钎焊材料1,火焰钎焊接头设计火焰钎焊所要求的接头,除了要遵循接头设计原理外,在火焰钎焊接头设计中需要考虑的是:(1)焊炬要容易接近局部加热的接头面(2)要使用钎剂(除了铜-铜接头用含P钎料外)(3)必须了解所用钎料的成分.8.3感应钎焊8.3感应钎焊8.3.1感应钎焊的概念感应钎焊:依靠感应线圈或感应器使接头内部产生感应电能实现加热,实现钎焊连接.感应加热的目的是将局部加热的接头区域加热到所需的恒定温度.8.3.2感应钎焊的特点1.感应钎焊的加热方式感应钎焊是通过感应电流加热的,感应电流流过工件时的电阻热是主要热源,有时被称做I2R损耗.感应电流在工件的表面是最大的,向内部逐渐减小.因此感应钎焊通常应用相对较低的功率密度0.08~0.24KW/cm2,以防止产生过量的表面热.8.3感应钎焊2.感应钎焊的优点(6点)(1)选择感应电流作为热源,充分利用局部加热的方式对工件进行加热,通常可以减少构件的性能变化.(2)精确的加热控制,精确稳定的工艺循环,提供了外观平整,光滑,均匀的接头.它生产的接头工艺一致性强,加热造成的合金损耗最小.(3)加热速度快.(4)感应器和控制箱可以采用柔性连接,满足在工件移动过程中的钎焊接头.8.3感应钎焊(5)使用感应钎焊可以减少和简化夹持装置.(6)产量不高时,如果有现成的感应发生器,用铜管制成的简单的感应器也可以很经济的完成感应钎焊操作.3.感应钎焊的缺点(4点)(1)配套系统复杂.尽管通过设计感应器能成功的加热几何形状复杂的接头,但包含几个钎焊接头的复杂组件,加热难度很大甚至不可能实现,推荐选用炉中钎焊.8.3感应钎焊(2)部件装配难度大.感应钎焊要求将要连接零件的装配间隙适当缩小.感应钎焊多是将钎料预置在接头上,如果使用固液相之间有明显温差的钎料,钎料在钎焊过程中流动性差,间隙变化太大,将阻碍填满焊缝,导致不完整的结合.(3)设备初装费用高.感应钎焊特别适合半自动或全自动操作,在加工件的数量有限,没有现成的感应加热设备,不需要特殊要求的情况下,感应钎焊不能作为经济的钎焊方法来使用.(4)需要专门知识.感应发生器要求最好的特性,工艺要求比其他钎焊方法严格,常常需要专门的感应加热专家提供指导.8.3感应钎焊8.3.3感应钎焊的应用感应钎焊广泛应用于消费品,工业产品,结构组件,电力电子产品,微型设备,机器和手工工具以及空间部位等.主要应用于钎焊钢,铜与铜合金,高温合金等的具有对称形状的焊件.8.3感应钎焊感应钎焊相关应用实际图片图8-5:采用预置钎料环的感应钎焊图8-6:完成感应钎焊的接头8.3感应钎焊图8-7:温控器膜盒底座的感应钎焊图8-8:冰箱压缩机高压排气管感应钎焊8.3感应钎焊图8-9:黄铜集气管组件的感应钎焊8.3感应钎焊图8-10:黄铜集气管组件的感应钎焊a）两种规格的紫铜管接头b）采用插条控制大规格管件在感应器中的位置c）不采用插条钎焊毛细管接头8.3感应钎焊8.3.4感应钎焊设备1.感应钎焊加热线圈的设计2.感应发生器的形式与规格3.感应发生器尺寸4.耦合装置8.3感应钎焊8.3.5感应钎焊用钎料与钎剂1.感应钎焊用钎料感应钎焊用钎料的基本要求如下:(1)能够润湿并合金化将要连接的表面.(2)熔点低于被焊部件的熔点.(3)靠毛细作用,适当的流动性,能满足填满缝隙.(4)接头具有合适的强度,导电性,抗腐蚀性,满足应用中的机械,电气,化学特点.常用的感应钎焊钎料有:银基钎料8.3感应钎焊2.感应钎焊用钎剂感应钎焊工件一般要求焊前处理,处理后的接头区域应尽可能快的用钎剂处理.感应钎焊所用的钎剂,多含有氟盐和碱,有时还含有钾.这些钎剂常以膏状形式使用.8.3感应钎焊8.3.6感应钎焊方法1.感应钎焊接头设计接头设计注意事项(4点)(1)加热方式(2)预置钎料的方式(3)装配部件的间隙(4)被焊材料的电特性和热膨胀系数8.3感应钎焊2.感应钎焊的接头的间隙3.钎料成型4.控制气氛的钎焊5.顺序钎焊6.同时进行钎焊和淬火的工艺7.感应钎焊的安全事项8.4炉中钎焊8.4.1炉中钎焊的概念炉中钎焊是适合大批量生产的劳动效率较高的自动化钎焊方法。炉中钎焊所用的加热炉种类很多，有金属电阻丝加热炉，石墨加热炉，火焰加热炉。目前应用得最广的是电阻加热炉。将装配好钎料的焊件放入电炉中加热至钎焊温度完成钎焊。8.4.2炉中钎焊的基本特点1.炉中钎焊的分类按炉中钎焊过程中焊件所处的气氛不同，可分为：空气炉中钎焊、保护气氛炉中钎焊（又可分为中型气氛与活性气氛2种）及真空炉中钎焊。8.4炉中钎焊2.炉中钎焊的工序炉中钎焊有4道工序：清理工件、组装和夹持、钎焊和冷却。（1）清理工件该工序通常限于去除机械加工时工件表面的油类。比较好的清理方法是碱洗、溶剂清洗和蒸汽去油。（2）组装和夹持炉中钎焊的组件一般都设计成能用压配合、扩口、铆接或其它不需要夹具的方法进行组装。偶尔才需要使用夹具。8.4炉中钎焊（3）钎焊将装配好的组件送进炉子的钎焊室，在适当的保护气氛中加热。当工件的温度达到高于钎料熔点的温度时，钎料熔化，在毛细作用下进入接头。（4）冷却将组件移入炉子的冷却室，在保护气氛（通常与钎焊室的气氛相同）中冷却。直到组件冷却到足够低的温度（通常小于等于150℃），才将组件移出冷却室。8.4炉中钎焊3.炉中钎焊的优缺点（1）炉中钎焊的优点与其它钎焊方法相比，炉中钎焊的主要优点是：作为钎焊材料的保护气氛很便宜，工厂能大量生产；这些气氛还能还原工件表面的薄氧化膜，还能在钎焊过程中防止工件表面进一步氧化；无论用间歇式炉或连续炉，都能以较低的钎焊成本钎焊大批量的组件，且生产效率高；能精确的控制温度，并能使整个工件的温度均匀分布。（2）炉中钎焊的缺点高温钎焊时工件容易产生晶粒粗化；与其它许多钎焊设备相比，加热设备和气氛发生器初次投资高。8.4炉中钎焊4.炉中钎焊的使用范围通常可进行炉中钎焊的零件包括中小型压件、深拉延的薄板金属件、小型锻件和某些铸件。8.4.3空气炉中钎焊8.4.4保护气氛炉中钎焊8.4.5真空炉中钎焊8.4.6用铜钎料和银钎料的炉中钎焊8.4.7钎焊炉的安全操作8.5烙铁钎焊8.5烙铁钎焊1.焊接通常以电烙铁（又称为电焊铁）做为加热的工具。电烙铁是以电能转化为热能工作的。（1）焊接点及参加焊接的导线头要清洁（2）电烙铁的功率要恰当2.烙铁钎焊常见毛病（1）假焊或虚焊（2）钎焊时间太常或钎焊温度过高导致相关元件热损坏。8.5烙铁钎焊烙铁钎焊外热式烙铁使用外热源(如煤气、气体火焰等)