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你知道真空钎焊炉中钎剂、钎料的选择与搭配吗
时间: 2019-09-16 09:29 浏览次数:
钎剂、钎料的选择与搭配 Se-lection and Matching of Fluxes with Filler Metals 钎焊过程中熔态钎料与母材的有效润湿主要取决于钎剂的作用。钎焊接头的强度和耐腐蚀性则主 要取决于钎料及其与母

钎剂、钎料的选择与搭配
Se-lection and Matching of Fluxes with Filler Metals

钎焊过程中熔态钎料与母材的有效润湿主要取决于钎剂的作用。钎焊接头的强度和耐腐蚀性则主 要取决于钎料及其与母材的作用和关系。

钎料与母材直接的润湿能力与钎料的本性固然 有相当大的关系,但钎焊时与钎剂的作用相比则次 要多r。钎剂的概念应该是广泛的,包括熔盐、有 机物、活性气体、金厲蒸气等,即除母材和钎料 外,泛指第三种用来降低母材和钎料界面张力的所 有物质。熔态铅在铝母材上无论从相图上或实践上 都是难以润湿的,但通过适当钎剂的作用却能使它 们完全润湿,但接头的强度和耐腐性是很差的。


钎剂的选择 
Selection of Fluxes

钎剂的功能可以分为三部分一是基质,二是 去膜剂,三是界面活性剂[3!1]。有的钎剂可以明显 划分出这三项功能部分,如铝奸剂。多数钎剂的功 能部分并不能明确划分,但这三项功能确实存在。

基质是钎剂的主要成分,它控制着钎剂的熔化 温度。它熔化后覆盖在焊点表面,起隔绝空气的作 用,它又是钎剂中其他功能组元的溶剂。为了配合 钎料的熔点,钎剂的熔化温度应该比钎料熔化温度 低10~30t;。特殊应用情况下,也有使钎剂的熔 化温度稍高于钎料熔化温度的。钎剂的熔化温度如 过低于钎料,则过早的熔化将使钎剂的成分由于蒸 发、与母材作用,特別是钎剂与母材、钎剂与钎料 间传质速度的降低等原因,使钎料熔化时钎剂已失 去活性。由此可见,调节基体的成分使其熔化温度 与钎料熔化温度匹配至关重要。

去膜剂的作用是通过物理化学的过程,除去、 破碎或松脱母材的表面膜,使得熔化的钎料能够润湿新鲜的母材表面。界面活性剂的作用是起到进一 步降低熔化钎料与母材间的界面张力,使熔化钎料 得以在母材表面铺展。

招钎剂的基体是由械金属或碱土金属的氣化物 构成的,去膜剂由氟离子担当。由于铝氧化膜的除 去过程仅仅做到破碎松脱,尽管有基质的梗盖和氣 离子的作用,新氧化膜生成的趋势仍然很强,必须以一些重金属离子与母材间的置换反应(传质作用)来降低熔态钎料与母材间的界面张力而达到两者的润湿。此金属离子即起界面活性剂的作 用。在髙温钎焊铜合金、铁合金时,常用硼砂 (NajB407 ?IOHjO)作为钎剂。它的熔点为 742. 5-C ,有时嫌温度太高而配以队03,成为二元 钎剂,可以获得不同的熔化温度,如图1-25所示。此种钎剂其功能三而合一。硼砂熔化的黏 稠液体成为基质。母材表面氧化膜溶于&03,生 成偏硼酸盐而除去(见1.2. 4节)。氧化膜的溶解 过程即是一传质过程,问时起了降低界面张力的作 用。有时为了延长这个传质过程,甚至往硼砂中加 氧化剂,如加入商锰酸钾,使得母材表面价 态被抬高而增加向钎剂中的溶解。

钎剂的选择常视氧化膜的性质而定。偏碱性的 氧化膜,例如,Fe、Ni、Cu等的氧化物,常使用酸性的含《酸酐(B203)的钎剂;偏酸性的氧化膜, 例如,对付铸铁含高Si02的氧化膜,常用含碱性 n**2C03的钎剂,使得生成易熔的NajiO,而进人熔 渣。

在钎焊一些含Cr、Ti、Mo, w等元素的合金钢 或耐热钢时.由于这些元素的氣化物是酸性的,而 基体元素Fc的氧化物又是偏碱性的,因此常在硼酸 酐(均03)中加人部分强碱性的碱金属或碱土金厲 的氣化物,使得钎剂具有某种双重性格,S著提高 钎剂对付这类合金的活性。为了同时调节钎剂的熔 化温度,在8501以下常添加NaF (ra. p. 995*C )或 KF( p. 851"C ),而在 850^ 以上常 添加 CaF2 (m. p. 1423^ )。

 

合金(真空钎焊)


在钎焊一些结构钢、耐蚀钢和耐热钢以及铜、银、金等合金时,如果希翼在较低温度下钎焊,则 不用上述的氣化物而代之以氟硼酸钾(kbf4)或 氟硼酸钠.(NaBF4)?表1-2所列的熔盐系常被用 来组成各种各样的钎剂。

表1-2组成硬钎剂有关组元的相关系 Table 1-2 Phase relationships of some systems used for brazing fluxes

体系(熔化温度/t) I共晶点组成 (摩尔分数,%) |共晶点洞
NaF(995)-NaBF4(408) 92 .384
KF(857)-KBF4(570) 74.5 460
NaF(995)-KBF4(570) 94 539
NaBF4(408)-KBF(570) 10 -1 398
Na2B4 07(742)-NafX995) 19.4 680

这些氟化物的气体也常被用作钎剂,它有反应 均匀、焊后不留残渣的优点。BF3常和IV2混合使 用,在高温下钎焊不锈钢。BF3有钢瓶罐装出售。 另外一种液体硼酸三甲酯混以bf3,当作火焰钎焊 时的气体钎剂使用。当可燃气体例如乙炔或天然气 流经特制的罐内的上述混合液体时,由于鼓泡而使 可燃气体中富含这种钎剂的蒸气。在火焰中硼酸= 甲酯水解为b203u火焰所到之处,工件上即被覆 一层极薄的B2o3熔化膜,既起钎剂的作用,乂起 保护工件表面不因烧灼而有氧化变色之虞。

铝和镁合金是比较难以钎焊的,特别是镁含置 高的合金。它们的钎剂主要由氛化物、氟化物和一 些重金属离子构成。这类钎剂钎焊后的清洗比较困 难,稍有不慎便会引起腐蚀。较大面积的搭接,钎缝中夹渣几乎难以避免,形成蚁靜的缺陷。它通常不存在联通大气的洞口,如呆表面进行机加工,形成洞口,钎剂则因逐渐吸潮产生膨胀而会破坏 接头。近20余年发展起来的所谓Nocolok ( no-cor- rosive look)钎剂,因为不溶于水、+吸潮而成为 “无腐蚀的钎剂”。这主要是由A1F3和KF系中,两个中间化合物K3A1F6和KA1F4共晶熔盐构成。

近年来又发展了 A1F3-CsF和A1F3-CsF-KF钎剂[331。含CSF成分的钎剂,特别适合钎焊含Mg世高的铝 合金和镁合金,对去除镁氧化膜有特殊的效力。

钛合金钎剂和铝钎剂大体相同,由碱金屈、碱 十金属的氣化物和氟化物构成,但由于钛的氧化膜 更难以破除,其界向活性剂常用活性史高的AgCl 和 SnCl2。

有时需要在较低温度F进行钎焊。在450T以 下钎焊用的钎剂称为软钎剂。软钎剂分为两种:一 种是水溶性的,通常由盐酸、ZnCl2、SnCl2、 NH,C1、H3P03等多个或单个盐的水溶液构成,活 性高,腐蚀性也强,焊后需要清洗,适)丨〗于钢、不 锈钢、铜合金、镍合金等的钎焊;另一种软钎剂是 水不溶性的有机物钎剂,通常以松香或人工树脂为 基,加人有机酸、有机胺或其HC1或HBr的盐, 以提高溶去膜的能力和活性,为了调节稠度,常以 无水酒精或异内醇作为溶剂,这类钎剂由于腐蚀性 小,常在电子工业中轩焊铜及铜合金。培合金的软 钎剂常在有机的羟胺中溶人重金属的氟化物或氣硼 酸盐制成,铝钎焊避免使用水溶液钎剂。其他耐热 合金,如含Cr、Mo, W合金,Mg合金,Ti合金等 在一般条件下都无法用软钎剂钎焊。

 

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