钎焊的间隙温度及焊材.docx
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钎焊间隙大小对钎料毛细填缝作用,钎缝致密性,乃至钎焊接头的强度有相当大的影响。
其他工艺条件确定时,选用最小的可行间隙,可以获得最大强度的接头。
这时,毛细作用显著,液态金属易于充满整个街头间隙从而获得空洞缺陷较少的接头。
接头抗剪切能力达到最佳状态。
钎焊是靠毛细作用力使钎料填满间隙的,这个间隙的大小在很大程度上影响钎焊的致密性和接头强度。
如果间隙过小,由于接触表面不均匀,钎料流入困难,在钎缝内形成夹渣和未钎透,导致接头强度下降现象;钎焊间隙过大,则间隙毛细作用减弱,钎料不能填满间隙,也会使接头的致密度变坏,焊缝强度下降。
只有确保合理的街头间隙,才能使毛细作用顺利进行,从而获得最佳效果。
大部分为异种材料之间的焊接,在设计时除了考虑钎焊时是否使用钎剂,母材与钎料的作用程度,钎料的流动性和街头的位置等因素外,还必须考虑膨胀系数在钎焊温度下对街头间隙的影响。
焊的过程可分为两个阶段。
第一阶段为熔化钎料的填缝过程在焊缝间隙处的钎料(作填充金属用)受热熔化后渗入到焊缝中,“润湿”母材,若不润湿,熔化的钎料呈球状,如同水在荷叶上一样,滚来滚去不进入焊缝中。
为改善钎料的润湿性,钎焊时需要加钎剂(钎料熔剂),钎剂能降低熔化钎料的表面张力,去除钎料及焊件表面的氧化膜、油污,同时保护钎料及焊件不被氧化。
第二阶段为钎料组分与母材相互扩散过程。
熔化的钎料在钎焊焊缝中要与固态金属发生相互溶解和原子扩散,获得牢固接头。
银基钎料是应用最广泛的硬钎料,由于熔化温度不是很高,能湿润很多金属,且导热性、导电性、和抗腐蚀性好,广泛应用于钎焊不锈钢、铜及铜合金、可伐合金、难熔金属等。
银基钎料是一种以银或银基固溶体为主,添加金属元素的一类硬钎料,熔点较低,具有优良的强度、塑性和耐腐蚀性。
常用体系有Ag-Cu、Ag-Cu-Zn系,其中AgCu28、BAg45CuZn较为常用。
AgCu28是一种共晶钎料,对多种碳钢和有色金属的润湿性良好,不易产生金属间化合物,容易获得性能良好的焊缝,是进行钎焊过程分析的模板材料。
BAg45CuZn具有良好的铺展性和填缝能力。
Cu是最主要的添加元素,能降低钎料的熔点及成本且无脆性相生产,Zn能降低熔点但含量过高时会在接头中产生脆性相,Ti能提高银基钎料的润湿性和延展性。
银焊条是一种以银或银基固深体的钎料,具有优良的工艺性能,不高的熔点、良好的润湿性和填满间隙的能力,并且强度高、塑性好,导电性和耐蚀性优良,可以用来钎焊除铝、镁及其他低熔点金属以外的所有黑色和有色金属。
制冷管路件的焊接一般选用含银2%的低银焊条和含银20%的高银焊条,低银焊条具有成本低,用途广,但是温度较高的特点,可钎焊铜及铜合金,而高银焊条具有温度低,润湿性好,但是成本高的特点,可钎焊铜、铜合金及钢等材料。
铝基钎料:
对于低熔化温度的铝合金材料,填充金属必须具有比连接材料更低的熔化温度,这是一个重大限制。
大多数用于钎焊铝的填充金属都是基于铝硅系统,硅将液相线温度抑制到580–630°C。
一般来说,铝钎焊比钎焊其他材料时需要更精确的温度控制。
即使添加硅,填料和母材熔点之间的差距也很小,导致工艺窗口狭窄,并且必须去除稳定的氧化物才能成功钎焊。
许多高强度铝合金不能使共晶合金,因为合金化程度抑制了母材固相线,并且会导致性能下降,甚至局部熔化。
为了避免这个问题,对三元系统中发现熔点更低的合金进行了研究。
虽然铜抑制了熔化温度,但也使得在钎焊界面处形成金属间化合物,从而导致脆化。
考虑提高润湿性和硬度,且不影响熔化温度。
镍基钎料具有良好的高温强度和抗氧化性,钎焊温度一般在1050~1250℃,用于钎焊不锈钢、高温合金的零件。
镍基钎料以镍为主体,添加材料能降低其熔点的金属元素。
主要以粉状、膏状、非晶态形式存在。
它们用于高工作温度且需要良好耐腐蚀性的地方,例如镍基和钴基高温合金和不锈钢的钎焊,镍基填充金属是航空航天和其他行业连接高温合金部件的首选。
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