硬釬焊簡介

釬焊屬于固相連接，他與熔化焊方法不同，釬焊時母材不熔化，采用比母材熔化溫度低的釬料，加熱溫度采取低于母材固相線而高于釬料液相線的一種連接方法。當被連接的零件和釬料加熱到釬料熔化，利用液態(tài)釬料在母材表面潤濕、鋪展與母材相互溶解和擴散和在母材間隙中潤濕、毛細流動、填縫與母材相互溶解和擴散而實現(xiàn)零件間的連接。

硬釬焊接頭強度高，有的可在高溫下工作。硬釬焊的釬料種類繁多，以鋁、銀、銅、錳和鎳為基的釬料應用最廣。鋁基釬料常用于鋁制品釬焊。銀基、銅基釬料常用于銅、鐵零件的釬焊。錳基和鎳基釬料多用來焊接在高溫下工作的不銹鋼、耐熱鋼和高溫合金等零件。焊接鈹、鈦、鋯等難熔金屬、石墨和陶瓷等材料則常用鈀基、鋯基和鈦基等釬料。選用釬料時要考慮母材的特點和對接頭性能的要求。硬釬焊釬劑通常由堿金屬和重金屬的氯化物和氟化物，或硼砂、硼酸、氟硼酸鹽等組成，可制成粉狀、糊狀和液狀。在有些釬料中還加入鋰、硼和磷，以增強其去除氧化膜和潤濕的能力。焊后釬劑殘渣用溫水、檸檬酸或草酸清洗干凈。

注意：母材的接觸面應很干凈，因此要用釬劑。釬劑的作用是去除母材和釬料表面的氧化物和油污雜質，保護釬料和母材接觸面不被氧化，增加釬料的潤濕性和毛細流動性。釬劑的熔點應低于釬料，釬劑殘渣對母材和接頭的腐蝕性應較小。軟釬焊常用的釬劑是松香或氯化鋅溶液，硬釬焊常用的釬劑是硼砂、硼酸和堿性氟化物的混合物。

我國目前生產并得到了廣泛應用的銅及銅合金釬焊用釬料的標準牌號列于下圖《釬焊材料》所示。

1、銅-鋅釬料

這類釬料的熔點較高，耐蝕性較差，且對過熱敏感，鋅元素的蒸發(fā)又容易引起氣孔的產生。一般只用于熔點較高的純銅、銅-鋼、銅-鎳等一些不重要的鈳焊接頭上。使用時必須有釬劑配合。近年國內研制威功的Cu-Zn-Mn釬料的熔點比銅鋅釬料的熔點約低100℃，各項性能均優(yōu)于后者，這些釬料一般要求使用釬劑。

2、銀-銅釬料

此類釬料的適用性最廣。對所有銅及銅合金，以及絕大多數(shù)銅與異種金屬接頭的釬焊都適用。銀釬料具有適中的熔點，大大降低釬焊溫度，使焊件的變形及接頭內應力減小。它的工藝性優(yōu)良，耐蝕性和綜合力學性能好。主要缺點是成本太高，近年國內大力研制和開發(fā)低銀和無銀釬料，已取得了較大進展，如HL205、BCu-92PAg、HLCuP6-3等。用這些纖料纖焊銅和黃銅接頭的強度與銀釬料相當，但塑性則稍差。

3、金合金釬料

此種釬料價格昂貴，一般只限于極特殊的應用，如連接高真空密封的真空器件。在此類應用中。金的低蒸氣壓是有利的。金合金釬料的液相線溫度高，這進一步限制了它只能用于銅和一些高溶點銅-鎳合金的釬焊。

釬焊銅及銅合金用的釬劑列于下表。

就其配方的類型，國內外都相近而且定型。但具體配方在國外是不公開的。我國除了表中所列已納入國標外，各使用單位也有不少自用的配方。這些配方可歸納為兩大類，一類是以硼酸鹽和氟硼酸鹽為主（釬劑101~103），它能有效地清除表面氧化膜，并有很好的浸流性，配合銀釬料或銅磷釬料使用可獲得良好的效果，適用于各種銅合金焊件。另一類是以 為主的高活性釬劑（如釬劑105、釬劑205），是專門供鋁青銅、鋁黃銅及其他含鋁的銅合金釬焊用的。此類釬劑腐蝕性極強，要求焊后對接頭進行嚴格的刷洗，以防殘渣對焊件的腐蝕。釬劑的形式有粉狀、膏狀和液狀。絕大多數(shù)釬劑吸濕性很強，給粉狀釬劑的制備和保存帶來很多麻煩。目前已越來越多地使用膏狀和液狀釬劑。

銅及銅合金可根據(jù)焊件的形狀、尺寸及數(shù)量選擇采用烙鐵、浸沾、火焰、感應、電阻和爐中等加熱方法進行釬焊。各種方法的加熱速度和加熱時問不同，必須同時合理地選擇相適應的釬料、釬劑和保護氣氛。原則上說，主要采用快速加熱法，因為：

①某些釬料在熔化時有熔析現(xiàn)象，加熱熔化速度快，熔析現(xiàn)象不嚴重；

②釬劑的活性作用時間有限，加熱速度慢可能使釬劑在釬焊完成前就實效；

③緩慢加熱使釬焊金屬表面氧化嚴重，妨礙釬料鋪展；

④緩慢加熱將延長熔融釬料與母材的作用時間，形成界面金屬間化合物或造成溶蝕等現(xiàn)象，使接頭性能惡化。

選用局部加熱的火焰釬焊必須考慮預防焊件的變形問題。電阻、感應加熱因不同的銅合金的電導率、熱導率相差較大而必須考慮功率的調整問題，并盡量選用電導率、熱導率低的釬料。這兩種方法最合理是用于銅與電導率較低的金屬的異種接頭釬焊。對具有熱脆性或熔化釬料作用下容易發(fā)生自裂的銅合金和接頭必須在釬焊前進行清除應力處理，并盡量縮短釬焊時間，盡量不采用快速加熱法。爐中釬焊黃銅和鋁青銅時，為避免鋅的燒損及鋁向銀釬料擴散，最好在焊件表面預先鍍上銅層或鎳層。在還原性氣氛中釬焊銅及銅合金時，要注意“氫病”的危險。只有無氧銅才能在氫氣中釬焊。鋼與銅及銅合金釬焊一般采用銅-磷-錫焊膏的硬釬焊和氧乙炔焰釬焊等方法，其特點是無鎘、無銀，但接頭常出現(xiàn)氣孔、夾渣、未焊透、侵蝕等焊接缺陷，使接頭性能嚴重下降。為防止制品腐蝕，焊后對釬劑要進行及時清洗。

采用火焰釬焊純銅件，一般選用銅銀磷釬料。該釬料價格低，工藝性能好，釬焊接頭具有滿意的耐蝕性。釬焊時熱源采用中性焰。釬劑選用QJ一102。焊前應仔細清理焊件表面氧化物、油脂等污物。需預熱，根據(jù)試件厚度、大小預熱溫度、時間有所不同。釬縫區(qū)溫度應控制在650~800℃之間。焊后間隔一段時間后，當溫度降至200℃以下時，用溫水、毛刷清理熔渣以防腐蝕。釬焊接頭成形美觀，表面無裂紋、氣孔未熔合。接頭抗拉強度達到母材的80%。2100433B