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钎焊技术在制冷行业的应用及特点第1章金属材料基本知识（1小时）第2章钎焊的基本原理（1小时）第3章制冷行业常用的钎焊材料及特点（2小时）第5章制冷行业常用的钎焊接头的设计（1小时）第5章影响制冷配件钎焊接头质量的因素及控制方法（1小时）第6章钎焊疑难问题解答（1小时）第1章金属材料基本知识1.1金属材料基本概念•金属：是指具有金属光泽、良好的塑性、优良的导热和导电性的物质。•分为有色金属和黑色金属。•有色金属：指铁、铬、锰以外的64种金属。•十种常用有色金属：有色金属中生产量大，应用广泛的十种金属。我国一般是指：铜、铝、镍、铅、锌、钨、钼、锡、锑、汞。•按密度划分：轻有色金属（密度小于4.5克/厘米3）与重有色金属（密度大于4.5克/厘米3）。•金属材料：以金属或合金制成的材料，习惯上把某些金属化合物（碳化钨）和以半金属（如硅）为基的材料也包括在内。•合金：是两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素所组成的具有金属特性的物质。•一般分为有色金属合金和黑色金属合金。•有色金属合金：指由一种有色金属作为基体，加入另一种（或几种）金属或非金属组分所组成的既具有基本金属通性又具有某些特定性能的物质。•重有色金属：一般指密度在4.5以上的有色金属，有：铜、镍、铅、锌、钴、钨、锡、锑、汞、镉、铋等。2、常用金属一般性质元素符号元素名称外观颜色密度(克/厘米3)（20℃）熔点（℃）沸点（℃）Ag银白色10.5960.82164Al铝白色2.699660.372500Cd镉银色略带蓝色8.65320.9765Co钴银白色8.714922900Cu铜紫红色8.91084.52570Mn锰银白色7.412442050Ni镍银白色8.914552890Pb铅灰白色11.3327.41740Sb锑银白色6.67630.51675Sn锡银白色7.3231.92750Zn锌灰色7.14419.5911Si硅褐色2.3414143240In铟银白色7.31156.6120503.焊料生产常用金属牌号Cu-2:标准阴极铜，Ag-1:一号银锭，Zn-0:0号锌锭，Cd-0:0号镉锭，Sn-0:特号锡锭，Ni-1:1号电解镍，DJMn99.7:电解锰，A00（铝）:0号铝锭，Pb-1:1号铅锭，Si-A(B):甲级硅块，In-1:1号铟锭。第2章钎焊的基本原理焊接的历史（文字记载）☆古埃及已开始使用焊接技术焊接金银饰品（约4000～6000年）☆中国秦始皇兵马俑出土的铜车马已采用焊接技术（约2000年）☆中国最早的关于焊接的文字记载见于明朝的《天工开物》：“中华小钎用白铜末，而大钎则竭力挥锤以强合之。”钎焊———采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点但低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并于母材相互扩散实现连接的方法。根据使用钎料的不同，可分为硬钎焊（焊接温度高于450℃）和软钎焊（焊接温度＜450℃）。感应钎焊火焰钎焊典型的火焰钎焊示例----空调器厂、冰箱厂生产线2.1钎焊接头的形成过程钎焊包含这两个过程：一、是钎料填满钎缝的过程；二、是钎料同母材相互作用的过程。如果钎焊时使用钎剂，则还有一个钎剂的填缝过程。具体来说，钎焊时，钎剂在加热熔化后流入焊件的间隙，同时熔化的钎剂与母材表面发生物化作用，从而清净母材表面，为钎料填缝创造条件。随着加热温度的继续升高，钎料开始熔化并填缝，钎料在排除钎剂残渣并填入焊件间隙的同时，熔化的钎料与固态母材之间发生物化作用。当钎料填满间隙，经过一定时间保温后就开始冷却、凝固，完成整个钎焊过程。在不使用钎剂的场合，如真空钎焊和保护气体钎焊，当然也就没有钎剂填缝过程。典型钎焊工艺示例12渗透良好，填缝良好2.2钎焊去膜过程2.2.1钎剂去膜在钎焊技术中利用钎剂去膜是目前应用最广泛的一种方法。一、软钎剂1.无机软钎剂这类钎剂具有很高的化学活性，去除氧化物的能力很强。能显著地促进液态钎料对母材的润湿。它们的组分为无机酸和无机盐。可用作钎剂的无机酸有盐酸、氢氟酸和磷酸等。通常以水溶液或酒精溶液形式使用，也可与凡士林调成膏状使用。2.有机软钎剂这类钎剂主要使用了四类有机物：①有机酸，如乳酸、硬脂酸、水杨酸、油酸等；②有机胺盐，诸如盐酸苯胺、磷酸苯胺、盐酸肼、盐酸二乙胺等；③胺和酰胺类有机物，如尿素、乙二胺、乙酰胺、三乙醇胺等；④天然树脂，主要是松香类的钎剂。二、硬钎剂现有硬钎料主要是以硼砂、硼酸及它们的混合物作为基体，再添加某些碱金属或碱土金属的氟化物、氟硼酸盐等，来获得合适的活性温度范围和增强去除氧化物的能力。硼酸H3BO3为白色六角片状晶体，可溶于水和酒精，加热时分解，形成硼酐B2O3：2H3BO3===B2O3+H2O↑硼酐的熔点为580℃，它能与铜、锌、镍和铁的氧化物形成易熔的硼酸盐：MeO+B2O3===MeO·B2O3第3章制冷行业常用的钎焊材料及特点按钎料化学成分分类根据组成钎料的主要元素，软钎料、硬钎料都可分成各种基的钎料。软钎料分为Bi基、In基、Sn基、Pb基、Cd基、Zn基等，其熔点范围如图所示。硬钎料分为Al基、Ag基、Cu基、Mn基、Au基、Ni基等，其熔点范围如图所示。3.1钎料、钎剂的分类钎料型号是怎样表示的？根据GB/T6208－1995《钎料型号表示方法》的规定，钎料型号由两部分组成，中间用隔线“－”分开。第一部分用一个大写英文字母表示钎料的类型。如“S”表示软钎料；“B”表示硬钎料。表3-1原机械工业部钎料分类及表示方法牌号合金类型HL1××（料1××）HL2××（料2××）HL3××（料3××）HL4××（料4××）HL5××（料5××）HL6××（料6××）HL7××（料7××）CuZn合金CuP合金Ag基合金A1基合金Zn基、Cd基合金SnPb合金Ni基合金钎剂是如何进行分类的呢(1)软钎剂软钎剂指的是在450℃以下钎焊用的钎剂。(2)硬钎剂硬钎剂指的是在450℃以上钎焊用的钎剂。(3)专用钎剂专用钎剂是为那些氧化膜难于去除的金属材料进行钎焊而专门设计的钎剂。(4)气体钎剂气体钎剂是一种特殊类型的钎剂，按钎焊方法可分为炉中钎焊用气体钎剂和火焰钎焊用气体钎剂两类。3.2钎料、钎剂的性能在实际生产中，钎剂应满足哪些性能要求？(1)去膜性能通过物理化学作用，钎剂应足以溶解或破坏母材和钎料表面的氧化膜。(2)润湿和保护性能钎剂在钎焊温度范围内应该具有表面张力小、粘度低和流动性好的特点，以利于钎剂和液态钎料在母材表面的润湿和铺展；同时，钎剂及其作用产物的密度应小于液态钎料的密度，这样钎剂才能均匀地呈薄层覆盖在钎料和母材的表面，有效地隔绝空气，起到保护作用。(3)熔化性能钎剂的熔点应低于钎料的熔点，且二者相差不能过大，这样才能保证钎剂在钎料熔化之前有效地发挥作用，去除钎缝间隙和钎料表面的氧化膜，为钎料的润湿铺展准备条件。(4)热稳定性能钎剂在加热过程中应保持其成分和作用稳定不变，不致于发生钎剂组分的分解、蒸发或碳化而丧失其应有的作用。一般要求钎剂具有不小于100℃的热稳定温度范围。(5)除渣性能钎剂及其作用产物的密度应小于液态钎料的密度，以利于液态钎料在填缝时将它们从间隙中排出，防止它们滞留在钎缝中形成夹渣。此外，钎剂在钎焊后所形成的残渣应当容易清除。(6)腐蚀性和毒性钎剂及其残渣不应对母材和钎缝有强烈的腐蚀作用，也不应具有毒性或在使用中析出有害气体。事实上，实用的钎剂并不总能全面满足上述的性能要求，特别是在去膜能力和腐蚀作用两种性能之间往往存在难以克服的矛盾，通常只能在满足去膜能力要求的前提下依靠工艺措施来防止其腐蚀作用。目前，冰箱和空调器的钎焊生产中主要采用低银或无银含磷钎料钎焊铜和铜合金件，表2-2列出了常用于钎焊铜及铜合金银钎料的成分和性能。除了银基钎料以外，铜磷钎料也是在生产上广泛应用的空气自钎剂钎料。含磷的铜基钎料在钎焊铜及铜合金时都具有自钎作用。我们将这种具有自钎作用的钎料称为自钎钎料。表2-3列出了常用的铜磷钎料的成分及性能。表3-2银钎料的成分及性能钎料牌号化学成分（质量分数，%）熔化温度/℃钎焊温度/℃B-Ag10CuZnAg-Cu53-Zn37815～850850～950B-Ag15CuZnAg-Cu47-Zn38787～808820～870B-Ag25CuZnAg-Cu40-Zn35745～775780～850B-Ag18CuZnSnAg-Cu46-Zn34-Sn2780～810820～900B-Ag30CuZnSnAg-Cu36-Zn22-Sn2710～760710～770B-Ag34CuZnSnAg-Cu28-Zn27-Sn3720～730760～850B-Ag40CuZnSnNiAg-Cu25-Zn31-Sn3-Ni1630～640650～750B-Ag35CuZnCdAg-Cu26-Zn18-Cd21630～690700～800B-Ag30CuZnCdAg-Cu28-Zn21-Cd21600～690690～770B-Ag40CuZnCdNiAg-Cu16-Zn18-Cd26-Ni0.2595～605610～700B-Ag20CuZnMnAg-Cu40-Zn35-Mn5740～790800～890表3-3铜磷钎料的成分及性能钎料牌号化学成分/wt.%熔化温度/℃钎焊温度/℃B-Cu94PCu-P6710～890760～920B-Cu93PCu-P7710～800730～850B-Cu91PAgCu-P7-Ag2645～788730～816B-Cu89PAgCu-P6-Ag5645～815818～816B-Cu80PAgCu-P5-Ag15645～800730～840B-Cu87PSnCu-P5.5-Sn7.5620～660660～750B-Cu92PSnCu-P5.5-Sn2.5640～680710～800B-Cu88PSnCu-P6.5-Sn5.5650～800810～8903.3钎料、钎剂的作用钎剂有什么作用呢？不同类型的钎剂，具有不同的基体组分。硬钎剂的基体组分多采用热稳定性较好的金属盐或金属盐系统，如：QJ101中的氟硼酸钾(KBF4)，QJ102中的氟化钾(KF)。钎剂中基体组分的作用是：使钎剂具有需要的熔点；起到溶解钎剂中其它组分的作用；铺展时形成致密的液膜，覆盖母材和钎料表面，防止空气的氧化作用。怎样合理地使用钎剂呢？钎焊时大多数都采用常温下是固态，经加热后会熔化的粉末状钎剂。在冰箱和空调器的钎焊生产中，把钎剂施加到接头上去的主要方法有三种：★用钎料丝随时蘸取填加到接头区；★预先调成糊状，用钎料丝端部蘸取填加到接头区；★焊前调成糊状，预先刷到钎料丝上。1、钎焊过程中，液态钎料在毛细填缝的同时就与母材发生相互作用，这种相互作用的推动力则来源于钎料与母材间的浓度梯度所造成的扩散。一种作用为母材向液态钎料中的溶解；二是钎料组分向母材中的扩散。2、冷却，形成钎焊接头。（性能取决于上述作用的结果）钎料的作用如何正确选择钎料应从经济角度、使用要求、钎料和母材的相互匹配、钎焊加热等方面进行综合考虑来确定。从经济角度出发，在能保证钎焊接头质量的前提下，应选用价格便宜的钎料。从使用要求出发，对钎焊接头强度要求不高的，可以用软钎料钎焊；对钎焊接头强度要求比较高的，则应用硬钎料钎焊。对在低温下工作的软钎料钎焊接头，应使用含锡量低，或添加有防止发生冷脆性元素（如锑）的钎料。3.4钎料、钎剂的设计与选择选择钎料时又必须考虑钎焊温度对母材性能的影响。对于异种材料的钎焊，应考虑不同材料的热膨胀系数的差别而引起的钎缝开裂等现象。对于陶瓷或硬质合金刀具的钎焊，上述问题尤为突出。应选用熔点低的钎料，对于异种母材，应选用膨胀系数介于两者之间的钎料。钎焊加热方法也影响钎料的选用。总之，钎料的选择是一个综合问题，应从经济观点设计要求母材性能及现有的钎焊设备等通盘进行考虑。1).母材和钎料的考虑母材及钎料的种类是选择钎剂首先应当考虑的因素。例如，用锡铅钎料钎焊铜时，可用活性较小的松香钎剂（有机软钎剂），钎焊钢时可用活性较强的氯化锌水溶液（无机软钎