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钎焊第一章,钎焊接头的形成过程,第一次课程(2H),课程安排1本课程根据教学大纲计划安排32学时,讲授32学时;2本课程为考查课,成绩采用平时(20%)+期末考核(80%)进行综合评定;3教材:

钎焊崔琦,闫红彦编写,本校印制。

参考书钎焊,邹僖主编,第二版,机械工业出版社,1989,个人简介张立峰,男,50岁,机电工程系焊接教研室教师,教授级高级工程师。

电话:

13721660363邮箱:

一、课程开设的意义,绪论,我国早在青铜器时代已经出现了采用钎焊进行连接的物件;1637年明代宋应星所著天工开物中有“中华小钎用白铜末,大钎则竭力挥锤而强合之”的记载;(小钎即钎焊,大钎为锻焊),焊接技术的历史与发展,连接技术是伴随着材料的应用而产生的。

在人类还只能使用天然材料时,就产生了捆绑、镶嵌、缝纫等连接技术。

当人类可以制造材料后,现代意义上的连接技术就开始萌生了。

除机械方法以外,钎焊或许是最古老的连接金属的技术。

5500年前用锡钎焊银摆设(古埃及),焊接技术的历史与发展,5000年前用锡钎焊铜钵的银把手(古埃及)5000年前用银钎料钎焊的管子(古埃及)4000年前用金钎料钎焊的护符盒(古埃及)公元前5世纪用锡铅钎料镶嵌皇冠上的珠宝首饰等(中国)公元79年被火山爆发埋没的庞贝城中有用锡铅钎料钎焊的家用铅制水管(古罗马),焊接技术的历史与发展,焊接技术的历史与发展,钎焊技术在复杂结构中的应用-微波波导,焊接技术的历史与发展,钎焊技术在空间系中的应用-固态,焊接技术的历史与发展,钎焊技术在空间系中的应用-微型气,钎焊技术在电子产品制造中的应用,印制电路板,温度传感器,湿度传感器,钎焊的基本概念、特征,钎焊定义:

借助于比母材熔点低的液态钎料填满固态母材间的间隙,并相互扩散形成结合的一类连接材料的方法。

钎焊特征:

(1)钎料熔点低于母材,钎焊时母材不熔化;

(2)钎料与母材的成分有很大差别;,钎焊的基本概念、特征和应用,(3)熔化的钎料靠润湿和毛细作用吸入并保持在母材间隙内;(4)依靠液态钎料与固体母材的相互扩散而形成冶金结合。

钎焊是最古老的焊接方法-几千年前钎焊应用于最尖端的产品制造-微电子器件钎焊是研究最落后的焊接方法-系统性和理论,钎焊具有的特点,优点:

1)钎焊的温度低于母材,对母材的组织性能影响小;2)应力与变形小,适合于高精度、复杂零部件或结构的连接;3)生产率高,诸多连接缝可一次完成;4)广泛的适用性,可焊金属、非金属及异种金属;5)接头表面质量好。

钎焊具有的特点及选择,缺点:

1)接头强度较低,耐热性差;2)多用搭接接头,浪费金属,增加结构重量,易产生应力集中;3)焊前准备要求高,特别是表面质量及装配接头间隙;4)个别钎焊工艺方法设备投资大,费用高。

综合零件材料、使用性能、生产成本及效率进行选择,钎焊接头的形成过程,1.1钎料的润湿与铺展过程润湿是指由固-液相界面来取代固-气相界面,从而使体系的自由能降低的过程。

即将液滴置于固体表面,若液滴和固体界面的变化能使液-固体系自由能降低,则液滴能很好润湿固相表面并铺展开。

固、液、气之间的界面张力决定了液态钎料在母材上的润湿与铺展行为。

1.1.1界面润湿性,钎焊接头的形成过程,-接触角(润湿角),其大小表征了体系润湿铺展的强弱。

钎焊时一般希望20。

钎焊接头的形成过程,1.1.2毛细流动当将两互相平行的金属板垂直插入液态钎料中时,假设平行金属板无限大,钎料量无限多,由于存在毛细作用,如果钎料可以润湿金属板,则会出现图(a)所示的情形,否则,则会出现图(b)的情形。

钎焊接头的形成过程,液态钎料在毛细作用下的流动速度:

V=lgacos4h=a(sg-sl)4h,cos,,则V;V1/h,刚开始V大,随着h的增加,而逐渐变慢,所以,为填满间隙,必须有足够的保温时间。

钎焊接头的形成过程,1.2影响钎焊过程的因素1.2.1接头设计间隙越小,接头强度越高。

1.2.2钎料能与母材金属无限固溶的合金元素可显著减小界面张力,从而使钎料的润湿性得到明显的提高,比与母材金属形成金属间化合物的合金元素好。

钎焊接头的形成过程,1.3钎焊方法的分类1)按钎料熔点分,软钎焊硬钎焊,SolderingBrazing,低于450高于4502)按钎焊温度分,高温钎焊、中温钎焊、低温钎焊。

(相对)高于800为高温钎焊;550800为中温钎焊;低于500为低温钎焊。

3)按热源种类分火焰钎焊、烙铁钎焊、炉中钎焊、感应钎焊、电阻钎焊,第二次课程(2H),第二章钎料,2.1对钎料的基本要求合适的熔点,比母材至少低几十度;有良好的润湿性及填缝能力;能与母材充分作用并形成牢固的冶金结合;具有稳定和均匀的成分,钎焊时避免偏析及易挥发元素的烧损;钎焊接头应满足产品的技术要求;成本低,易制造。

第二章钎料,2.2钎料的分类,1.钎料的分类以熔点区分:

低于450高于450,易熔钎料(软钎料)难熔钎料(硬钎料),以组成钎料的主要元素分:

软钎料:

锡基、铅基、镉基、锌基等;硬钎料:

铝基、银基、铜基、锰基、镍基等。

第二章钎料,2.钎料的牌号国标硬钎料软钎料S-Sn60Pb39Sb1,第二章钎料,尚在使用的部颁标准:

冶金部HLSnPb10HLAlCu26-4,其它合金元素的含量组元外主要合金组元的含量主要组元(两个代号)钎料,第二章钎料,机械部,第二章钎料,2.3钎料选择的影响因素经济性:

根据结构的重要性,选择成本最低的钎料合金;接头性能:

工作温度,强度,可靠性;密封性:

电真空器件,真空室;导电性:

锡基钎料,银基钎料;工艺性:

焊接温度对母材的影响;与钎焊方法的匹配。

第二章钎料,相互作用加热速度与液-固相线范围环境、力学性能、精度等尽量选择钎焊温度低的钎料与流动性有关预置钎料,钎焊母材加热方式使用要求钎焊温度接头形式钎料形状施工安全,第二章钎料,软钎料锡铅钎料共晶成分的机械性能最好;表面张力小,则润湿性好;铺展、填缝性好。

加入Sb(3%)可减少液态钎料的氧化;加入Ag、Sb可提高高温性能。

Sn有冷脆性。

钎焊接头工作温度一般不高于100。

第二章钎料,第二章钎料,第二章钎料,第二章钎料,

(2)铋基钎料,第二章钎料,第二章钎料,第二章钎料,Sn-Ag-Cu,第二章钎料,(3)铅基钎料纯铅不能润湿Cu、Fe、Al、Ni等金属,常加入Ag、Sn、Cd、Zn钎焊铜。

加入Ag可润湿铜,且使钎料熔点下降;加入Sn可提高润湿性。

焊后接头耐热性提高,可在150以下工作。

在潮湿环境下耐湿性差。

(4)镉基钎料镉基钎料是耐热性最好的一种软钎料,工作温度可达250。

第二章钎料,常见的有Cd-Zn、Cd-Ag、Cd-Zn-Ag系钎料。

Ag的加入可提高强度,但超过5%Ag使液相线,迅速上升,结晶区间变得很宽,故Ag不宜过高。

Zn的加入可减少液态钎料的氧化,并使熔点下降,钎缝可电镀。

镉基钎料钎焊铜时,温度过高,时间过长,钎缝界面将生成脆性的化合物,使性能下降。

第二章钎料,第二章钎料,2.4硬钎料

(1)铝基钎料用途:

仅用于钎焊铝及铝合金;组成:

铝及可和铝形成共晶的金属铝硅共晶、铝硅铜共晶,第二章钎料,第二章钎料,共晶成分:

12.2%Si;熔点:

577C;缺点:

熔点接近于铝合金的熔点。

第二章钎料,

(2)银基钎料真空钎焊用钎料银铜锌钎料银铜锌镉钎料银铜锌锡钎料,用途广泛的硬钎料:

低碳钢、结构钢、不锈钢、高温合金、铜及铜合金;难熔金属、陶瓷等;导电、导热性能良好、耐介质腐蚀;问题:

价格高,低银钎料的研制,如何降低熔点,如何避免脆性相。

第二章钎料,Ag-Cu-Zn钎料合金Ag-Cu共晶点780C加入Zn降低熔点,720C会产生脆性、和相、和相塑性极差Zn含量控制在35%以下Ag-Cu-Zn-Sn钎料合金进一步降低熔点加入量0.55%,熔660C过多产生脆性加入微量Ni,提高强度和耐热性。

第二章钎料,第二章钎料,第二章钎料,第二章钎料,第二章钎料,第二章钎料,2.铜磷及铜银磷钎料4.铜锗钎料,铜基钎料纯铜钎料3.铜锌钎料5.铜基高温钎料,Cu-Zn钎料:

通过Zn含量降低熔点,Cu62/Zn38(黄铜)熔点902C固熔体组织良好的强度和塑性加入Si抑制Zn的挥发加入Sn提高铺展性,第二章钎料,第二章钎料,Si氧化后与钎剂中的硼酸盐形成低熔点的硅酸盐,浮在液态钎料表面,阻止Zn的挥发。

第二章钎料,Cu-P钎料,共晶成分:

8.38wt%磷;熔点:

714CP2O5与氧化铜生成复合化合物,以液态覆盖母材表面,起保护作用。

第二章钎料,第二章钎料,第二章钎料,第二章钎料,铜基高温钎料:

BCuNiSiB(H1CuNi30-2-0.2)2730%Ni:

提高高温强度,但熔点也增加1.52.%Si、0.2%B:

降低熔点,改善润湿性工作温度可以达到600C可以达到与1Cr18Ni9Ti等强度。

第二章钎料,(4)锰基钎料加入Cr、Co可使钎料提高高温抗氧化性和热强性,接头工作温度可达600700。

第二章钎料,第二章钎料,(5)镍基钎料Ni-B共晶点1140(4%B)。

B显著提高高温强度,改善润湿性,但使溶蚀增加,形成化合物变脆。

Ni-Si共晶点1152(11%Si)。

Si可溶于Ni中形成固溶体,超过6%Si,会产生脆的化合物。

Ni-P共晶点880(11%P)。

P不溶于Ni,易形成一系列化合物变脆。

第二章钎料,第二章钎料,C的加入可降低熔点,但碳对钎料的高温强度及溶蚀性都有不良影响,故不宜多加。

Cr是镍基钎料中的主要添加元素,铬使镍固溶体强化并提高其抗氧化性。

BNi-1、2、3、4均含有Si、B、C,含B钎料对不锈钢和高温合金有晶间渗入现象,使晶界变脆,不适合焊薄件。

因B能吸收中子,故不适用于核领域。

BNi-5不含B,可焊薄件及应用于核领域,但熔点偏高。

BNi-6、7为Ni-P和Ni-Cr-P共晶成分,熔点低,流动性好,第二章钎料,第二章钎料,第二章钎料,第二章钎料,第二章钎料,(6)自钎剂钎料既能填充钎缝金属,又能起钎剂作用的钎料称之。

即自身含有起到钎剂作用的微量或一定量元素的钎料。

要求:

1)钎料内含有较强的还原剂,钎焊时能还原母材表面氧化物;2)还原产物的熔点应低于钎焊温度,或还原产物能与表面氧化物形成低熔点的复合化合物;3)还原产物或形成的复合化合物的粘度要小,能被液体钎料排开,不妨碍钎料的铺展。

此外,还原剂应溶于钎料中,能降低钎料的表面张力。

如:

钎焊铜的铜磷、铜磷银钎料;含有锂的银基、铜基钎料;钎焊不锈钢的锰基钎料等。

第二章钎料,1)铜磷钎料和铜银磷钎料P的加入自钎剂作用5CuO+2P=P2O5+5CuP2O5与CuO形成复合盐,覆盖表面防止氧化。

降低熔点钎料使用时应注意:

因钎料较脆,用于振动载荷较小的工件;钎焊黄铜仍需加钎剂;不能钎焊钢、镍及其合金,因P化物极脆。

第二章钎料,银基和铜基自钎剂钎料表中Cr以下的元素都可还原Cr2O3,但还原产物的氧化物大多熔点高,有的粘度大,起不到自钎剂作用。

锂的氧化物Li2O的熔点虽高,但有如下特点:

它能与许多氧化物形成低熔复合化合物;氧化锂对水的亲和力极大,它和周围气氛中的水分作用,形成熔点为450的LiOH,它几乎能溶解所有的氧化物,同时呈薄膜状覆盖金属表面,起保护作用;锂是表面活性物质。

第三章钎焊去膜过程,钎焊时去膜的必要性金属表面的氧化膜严重影响润湿与铺展,必须去除。

氧化膜越致密,它与金属基体的结合越牢固,它的热稳定性和化学稳定性越高,则难以去除。

通常可采用钎剂、气体介质、机械方法和物理方法清除。

钎剂既可以防止工件及钎料氧化,又可以去除其氧化膜,还可以减小表面张力促进钎料流动,配合钎焊接头的形成。

钎焊用钎剂钎剂的作用与性能要求:

去除氧化膜,为润湿、铺展创造条件;液态钎剂覆盖母材与钎料表面起保护作用;起界面活性作用,改善润湿与铺展。

钎剂,对钎剂的要求,应具有溶解、置换或破坏表面氧化物的足够能力;钎剂的熔点和最低活化温度应低于钎料的熔点,但不宜相差太大;具有良好的热稳定性,一般希望钎剂具有不小100的热稳定范围,不致失效;在钎焊温度范围内,液态钎剂的粘度要小,能很好地润湿母材;钎剂及其作用产物的密度要小,以使保护良好;流动性好、产物易从间隙中排出;钎剂及其残渣不应对母材和钎缝有强烈的腐蚀作用,也不应具有毒性或使用中析出有害气体;钎剂残渣易于清除。

此外,应考虑货源供应及经济性。

钎剂,3.1.2钎剂的组成及分类组成:

基体组分:

保证物理性能;去膜剂:

起溶解或置换表面氧化膜的作用;活性剂:

加速氧化膜的去除。

分类:

软钎剂、硬钎剂、铝、镁、钛专用钎剂、气体钎剂四大类。

钎剂,钎剂,钎剂的型号与牌号硬钎剂型号,钎剂型号,钎剂,软钎剂分为无机、有机两类:

按其残渣对接头的腐蚀作用分为腐蚀性、弱腐蚀性、无腐蚀性三类。

无机软钎剂属腐蚀性,有机软钎剂属后两类钎剂。

无机软钎剂无机酸HCl、HF、H3PO4的水溶液或酒精溶液使用,均可去氧化膜,但前两种有强烈腐蚀性,且加热中析出有害气体,故很少单独用。

MeO+2HClMeCl2+H2OMeO+2HFMeF2+H2O,钎剂,3MeO+2H3PO4Me3(PO4)2+3H2O常以无机盐ZnCl2(熔点262)的水溶液作钎剂(ZnCl230%)。

ZnCl2+H20HZnCl2OHFeO+2HZnCl2OHH2O+FeZnCl2OH2当缺少氯化锌时,可以把锌放入盐酸中直接使用。

为提高活性,常配加NH4Cl。

钎剂,钎剂,为适应Zn、Cd基钎料钎焊,可加入高熔点氯化物(CdCl2、KCl、NaCl等),由于活性温度的提高,也可加入少量氟化物。

无机软钎剂去氧化物的能力强,热稳定性好,保证钎焊质量。

其残渣有强的腐蚀性,钎后应清除。

钎剂,2.有机软钎剂用于电子行业,其组成有:

有机酸乳酸、硬脂酸、水杨酸、油酸等;有机胺盐盐酸苯胺、磷酸苯胺、盐酸肼、盐酸二乙胺等;胺和酰胺类尿素、乙二胺、乙酰胺、三乙醇胺等;天然树脂松香等。

松香在127熔化,150可以表现出能溶解Cu、Ag、Sn等氧化物的能力,但松香酸系弱有机酸,去膜能力不强。

为提高活性,可加入各类无机、有机钎剂组分,成活性松香,提高去膜性。

松香在冷凝后成固态,具有绝缘、耐湿和无腐蚀的特点。

钎剂,钎剂,3铝用软钎剂铝用有机软钎剂QJ204由胺类(三乙醇胺)、氟硼酸铵、重金属氟硼酸盐组成。

因高于275钎剂炭化失效,且放出大量气体,造成不致密性缺陷,故此类钎剂只能在275以下快速钎焊。

反应钎剂以Zn、Sn等重金属氯化物及提高活性的K、Na、Li的卤化物组成。

铝用软钎剂在钎焊时均放出有害气体,应注意通风。

钎剂,钎剂,3.2.4硬钎剂1银基、铜基钎料用硬钎剂现有硬钎剂主要是以硼砂、硼酸及它们的混合物作为基体,及某些碱金属或碱土金属的氟化物、氟硼酸盐组成的。

硼酸可溶于水和酒精,硼酸加热分解:

2H3BO3B2O3+3H2O硼酐熔点580,有很强的酸性,能与铜、锌、镍和铁的氧化物形成易熔的硼酸盐。

MeO+B2O3MeOB2O3生成的硼酸盐在900以下不大溶于硼酐,且在900以下,钎剂,硼砂Na2B4O710H2O能溶于水,200以上,结晶水全部蒸发,故必须脱水后才能使用。

硼砂在741熔化,液态下分解:

Na2B4O7B2O3+2NaBO2硼砂的去膜作用仍是硼酐与金属氧化物形成易熔硼酸盐,且生成的偏硼酸钠能进一步与硼酸盐形成熔点更低的混合物,故它的去膜能力比硼酸强。

但硼砂熔点较高,800以下粘度较大,单独使用时,应在800以上,仅适用于铜基钎料钎焊。

硼砂和硼酸的混合物是应用很广的钎剂,因硼酸的加入可降低熔点和减小钎剂的表面张力,促进硼砂钎剂的铺展。

钎剂,硼砂和硼酸作钎剂具有下列缺点:

活性温度很高,均在800以上,只能配合铜基钎料使用。

去氧化物能力不强,不适合钎焊含有铬、硅、铝、钛较多的合金钢、不锈钢和高温合金。

它们的残渣对金属的腐蚀虽然不大,但在接头表面可形成玻璃渣壳,难用机械方法清除干净。

在硼砂硼酸系钎剂中加入氟化钙可提高去膜能力,但因熔点高,只适合铜基、镍基钎料钎焊。

在硼砂硼酸系钎剂中加入氟化钾不仅提高了去膜能力,且能降低熔点及表面张力,使活性温度降至650850,适合银基钎料钎焊。

氟硼酸钾在530熔化,然后分解:

KBF4KF+BF3活性更强,活性温度继续降低。

右表中钎焊温度在800以上的适合铜基、镍基钎料钎焊;钎焊温度在800以下的适合银基钎料钎焊;QJ105适合锌基或低温银基钎料钎焊。

钎剂,钎剂,2铝用硬钎剂分为以氯化物为主的钎剂和氟化物为主的钎剂两大类。

氯化物基钎剂-基体组分:

碱金属或碱土金属的氯化物(如LiCl、NaCl、kCl等)的低熔点混合物。

去膜剂:

氟化物,如NaF、KF等。

活性剂:

易熔重金属氯化物,如ZnCl2、SnCl2、CdCl2等。

2Al+3ZnCl2(SnCl2)=2AlCl3+3Zn(Sn),钎剂,氟化物基钎剂此种钎剂由氟化物组成,各自的质量分数为:

KF2H2O(42%)、AlF33.5H2O(58%),接近KF-AlF3状态图上的K3AlF6+KAlF4的共晶成分。

它的熔化温度为562575。

因此粘度小,流动性好。

钎剂具有较强的去膜能力,较好地保证钎料铺展和填缝。

钎剂的最大特点是,不论在固态还是在熔化状态它同铝都不相互作用;钎剂及残渣均不溶于水、不吸潮、不水解。

因此对铝没有腐蚀作用,称为无腐蚀性钎剂。

气体介质及其作用中性气体钎焊中使用的中性气体主要是氩,个别情况下也用氮。

氩是惰性气体,主要是起保护作用,没有直接去除氧化膜的能力。

有的氧化膜的清除是借助于氧化物的分解以及在液态钎料的吸附作用下氧化膜强度的降低、弥散并溶解于钎料中。

由表可见,大部分金属氧化物的分解温度高于金属熔点甚至沸点。

可知,在钎焊过程中不可能单纯依靠加热来求得氧化物的分解。

氧化物的分解压越高,说明氧化物越易分解。

现场氧分压与该氧化物的分解压的关系决定了金属是氧化还是还原:

现场氧分压该氧化物的分解压金属氧化,化物分解,现场氧分压该氧化物的分解压氧现场氧分压该氧化物的分解压平,衡中性气氛中钎焊去膜效果并不好,常需添加少量活性气氛或配用自钎剂钎料。

3.2.2真空粗真空,101kPa1.33kPa(76010Torr)低真空1.33kPa133mPa(1010-3Torr)高真空133mPa13310-5mPa(10-310-8Torr),超高真空,13310-5mPa以下(低于10-8Torr)1Torr=133Pa,去膜机理:

1.降低氧分压,导致氧化物分解;但真空度需极高,很难达到。

2.加热过程中金属氧化物挥发而去除;如在10-5Torr的真空度下,MoO3在600,W2O在800,NiO在1070,V2O5和MoO2在10001200蒸发。

3.母材或组分发生挥发,破坏并排除了氧化膜;,氧化膜为母材所溶解;如TiO2在高于700溶入Ti中。

被母材合金元素还原去除;如Mg还原Al2O3。

液态钎料的吸附作用使氧化膜强度下降,破碎弥散并溶入钎料中。

可能是上述作用的相互补充。

氧化物的挥发可能性较大。

真空比中性气氛有较好的去膜作用。

3.2.3活性气体活性气体介质除能防止母材和钎料氧化及保证钎焊区的低氧分压外,还与氧化膜直接发生作用予以消除氧化膜。

氧化膜直接发生作用予以消除氧化膜。

通常采用氢,也可以使用CO。

两者相比,氢活泼得多。

MemOn+nH2=mMe+nH2OKp与氢中水蒸气含量有关。

露点气体所含水蒸气开始凝聚成水的温度。

气体中水蒸气含量越少,则它的露点温度越低。

气体钎剂特殊活性气体(气体钎剂)加至中性或活性气体炉中钎焊。

固态化合物热分解,NH4FNH3+HF(600,800完全分解),(800,NH4BF4NH3+HF+BF3(850950完全分解)KBF4KF+BF3900完全分解),气态2NH3N2+3H2,HF、BF3、KF、H2能很好地去除氧化膜,但它们的分解温度很高,主要用于合金钢、不锈钢的硬钎焊。

直接使用卤化物气体,有HCl、HF,它们对母材有,分两类:

卤化氢腐蚀性。

三卤化硼,有较好的性能。

3.3机械及物理去膜,一、机械去膜刮擦钎焊借助于坚硬物体,如刮刀、锉、钢丝刷、烙铁等。

借助于钎料棒端头二、物理去膜超声波去膜当超声波作用于液体金属时,液体内部将产生空化作用,使液体交替地受到压力和张力作用。

这种作用发生在固体表面,空穴闭合所产生的高压以及固态表面处液体的相当大的局部位移,对固态表面产生强大的机械冲击作用,以致去膜。

这种机械去膜难以直接用于钎焊接头,大多用于钎前对钎焊面的涂敷钎料层。

目前主要用于硅、玻璃、陶瓷等难钎焊材料。

第四章钎焊接头设计及焊前处理,接头的形式、装配间隙、钎料的放置方法及接头的定位是钎焊接头设计的主要内容。

钎焊接头的形式钎焊接头的基本形式(多为搭接形式),搭接接头搭边长度,搭接接头钎料的强度一般远小于母材,要达到等强度必须增加接头面积对接接头、T型接头、角接接头难以保证对中和间隙增加了母材的消耗,增大了结构的重量截面突然变化,导致应力集中,4.2钎焊接头搭接长度的确定(等承载原则),板搭接,套接管结构,圆杆件接头,圆杆-平板接头,搭接接头搭边长度,实际生产中,搭接长度一般不通过计算,而由经验确定。

如板搭接接头,Lj25倍的薄板厚度。

对银、铜基钎料取3倍;对锡基钎料取5倍。

一般情况下,Lj15mm,这是因为过长不仅浪费材料、增加重量;而且钎缝面积大,钎缝填不满,易产生缺陷;钎缝两端应力集中,而中间受力小,搭接长度越长,则越严重。

接头间隙,钎缝间隙值的确定间隙对接头性能的影响受下列因素的综合结果:

钎料的毛细填缝;钎料从间隙中排除钎剂残渣及气体;母材与填缝钎料的相互作用;母材对钎缝合金层受力对塑性流动的机械约束作用。

接头间隙,间隙偏小:

钎料填缝困难,气体、残渣难以排出,造成未钎透、气孔及夹渣等缺陷,致使接头强度下降。

间隙偏大:

毛细作用减弱,使钎料不能填满间隙;母材对填缝钎料中心区合金化作用消失;钎缝结晶生成柱状组织和枝晶偏析;受力时母材对钎缝合金层的支承作用减弱,接头强度下降。

不同钎料与母材组合时的间隙值,接头间隙,注意:

表中所列的是焊温度下的间隙推荐考虑到装配间隙与钎的不一致,应给以补,间隙与强度关系,接头间隙,钎焊间隙的选择应遵循的原则:

1.按钎料对母材润湿性好坏,好的应选小间隙,(如铜钎焊钢);反之,选大间隙;按钎料与母材相互作用的强弱强的应选大间隙(如铝钎焊);弱的选小间隙(如铜基、银基钎料钎焊钢);按钎料的粘度和流动性流动性好的选小间隙(如钎料为纯金属、共晶成分、自钎剂钎料);含有高蒸气压元素组元应选大间隙;,应力集中,防止应力集中原则接头应力集中的几率增大搭接接头型式特点材料的不均一性,使产生应力集中的几率增大接头边缘避免应力集中应力应转移到母材上避开焊件上形状或截面发生急剧变化的部位异种材料接头设计应采取措施消除应力补偿垫片局部加厚薄件密封钎焊接头采用搭接形式,钎焊接头在结构上的位置,2.对于要求承压密封的钎焊接头应尽量采用搭接接头,并选择推荐间隙值的下限。

钎焊接头在结构上的位置,接头间隙,4.对钎料中某些不良组元要靠向母材中扩散来消除以改善钎缝性能的应选小间隙;,气体介质或真空比钎剂去膜可,5.按钎剂的形式选小间隙。

其它设计问题钎焊接头在结构上的位置钎缝应避开刚性大或应力集中处(急剧拐弯处);加厚薄件的厚度,使应力作用于在接头之外。

3.开工艺孔工艺孔是指并非出于结构或接头工作的需要,而只是满足工艺上的要求所安排的,主要是为了在钎焊时气体的排出。

开工艺孔排气,预置钎料,钎料的安

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