钎焊接头的构成过程

钎焊工艺流程钎焊工艺是一种热加工连接方法，适用于各种金属材料的连接和修复。

钎焊工艺流程是指在实施钎焊过程中所要进行的各种操作步骤，下面将详细介绍一下钎焊工艺流程。

首先，在进行钎焊之前，需要对待钎焊的材料进行清洗和预处理。

清洗的目的是去除杂质和油脂，并保持材料表面的干净。

预处理包括切割、切角和加热等操作。

在切割时，应根据焊接部位的要求进行切口或切割，以便于焊接接头的形成。

切角是为了增加焊接接头的接触面积，提高焊接强度。

加热是为了保证焊接时材料的熔化，常见的加热方法有火焰加热和电阻加热。

接下来是焊接材料的选择和配备。

钎焊材料通常由钎料和钎剂组成。

钎料是焊接填料，通常是由低熔点金属或合金制成。

钎剂是生成并保持钎料与母材之间的接触和反应的物质。

选择钎料应根据实际情况，如要连接的材料类型、工件形状和所需焊接强度等进行选择。

钎剂的选择应考虑钎焊工艺的特点和材料的特性。

然后是钎焊接头的组织设计和装配。

接头的设计应符合力学强度和工艺要求，一般包括搭接接头、角接头和对角接头等形式。

装配前应对焊接接头进行拟合和预先固定，以确保焊接过程中的位置和间隙的一致性。

接下来是进行钎焊操作。

在焊接前应进行预热，预热的目的是减小残余应力和提高焊接质量，常见的方法包括火焰预热和感应预热。

当预热温度达到要求后，开始进行焊接操作。

焊接操作过程中要控制焊接温度、加热时间和氛围等参数。

焊接温度应使钎料熔化并与母材完全融合，一般在钎料的熔点附近进行。

加热时间应根据焊接部位的大小和材料的导热性等因素来确定。

氛围是指焊接过程中的气氛，通常是惰性气体或还原气体，以防止氧化和脱气。

最后是焊后处理。

焊后处理的目的是消除焊接接头的应力和缺陷，并提高焊接强度和表面质量。

常用的焊后处理方法有热处理、退火和喷砂等。

热处理可以进一步调整焊接接头的组织和性能，提高焊接强度。

退火是指将焊接接头加热至一定温度，然后缓慢冷却，以消除应力和提高韧性。

喷砂是指将焊接接头的表面喷砂，以去除氧化皮和毛刺，使焊接表面更加光滑。

1.钎焊的优点：（1）加热温度低于母材的熔点，对母材没有明显的影响。

（2）钎焊温度低，可对焊件整体均与加热，引起的应力和变形小，容易保证焊件的尺寸精度（3）可用于结构复杂，可敞开差的焊件，并可一次完成多缝，多零件的焊接（4）容易实现异种金属，非金属与金属之间的焊接（5）工艺过程简单。

钎焊：借助于液态钎料填满固态母材之间的间隙并相互扩散形成结合的一类连接材料的方法。

，2.缺点：（1）钎焊接头强度一般较低，耐热能力差，（2）较多采用搭接形式，增加了母材消耗和结构的重量。

3.钎焊接头形成过程：钎焊时，钎剂在加热熔化后流入焊件间的间隙，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，母材间发生物化作用。

当钎料填满间隙，经过一定时间后保温冷却，完成整个钎焊过程。

4.润湿性的评定：（1）将一定体积的钎料放在母材上，采用相应去膜措施，在规定温度下保持一定时间。

冷却后截取钎料的横截面，测出润湿角θ，以其大小评定润湿性的好坏。

（2）测出钎料铺展面积的大小作为评定的尺度（3）利用T型试件测量钎料流动的距离L，按其长短来评定润湿性。

（4）对表面涂覆钎料的双层板的T型接头，可用流动系数K来表示：K=Vf/V=Asn/Lδ=（1-1/4π）Rn/Lδ=（1-1/4π）n/LδR。

R越大，K越大，润湿性越好。

5.液态钎料与母材的相互作用。

母材——钎料，母材向钎料的适量溶解。

可使钎料成分合金化，有利于提高接头强度，过溶，导致不能填满钎缝间隙，也可能出现溶蚀缺陷，严重时甚至出现溶穿。

溶解量的影响因素：A本质因素：（1）极限溶解度越大，溶解量越大（2）固溶度升高，达饱和时间增大，溶解量下降（3）金属间化合物的形成阻碍了母材向钎料扩散，使溶解速度降低。

B工艺因素：（1）温度影响，温度越高，溶解度越大（2）加热保温时间的影响。

钎焊生产工艺 The document was finally revised on 2021钎焊生产工艺钎焊生产工艺包括：钎焊前工件表面准备、装配、安置钎料、钎焊、钎后处理等各工序，每一工序均会影响产品的最终质量。

工件表面准备钎焊前必须仔细地清除上件表面的氧化物、油脂、脏物及油漆等，因为熔化了的钎料不能润湿未经清理的零件表面，也无法填充接头间隙。

有时，为厂改善母材的钎焊性以及提高钎焊接头的抗腐蚀性，钎焊前还必须将零件预先镀覆某种金属层。

(1)清除油污油污可用有机溶剂去除。

常用的有机溶剂有酒精、四氯化碳、汽油、三氯化烯、二氯乙烷及三氯乙烷等。

小批生产时町将零什浸在有机溶剂中清洗干净。

大批生产中应用最广的是在有机溶剂的蒸汽中脱脂。

此外，在热的碱溶液中清洗也可得到满意的效果。

例如钢制零件可浸入70—80℃的10％苛性钠溶液中脱脂，铜和铜合金零件可在50g磷酸三钠，50g碳酸氢纳加1L水的溶液内清洗，溶液温度为60～80°C。

零件的脱脂也可在洗涤剂中进行脱脂后用水仔细清洗。

当零件表面能完全被水润湿时，表明表面油脂已去除干净。

对于形状复杂而数量很大的小零件，也可在专门的槽子中用超声波清洗。

超声波去油效率高。

(2)清除氧化物钎焊前，零件表面的氧化物可用机械方法、化学浸蚀法和电化学浸蚀方法进行。

机械方法清理时可采用锉刀、金属刷、砂纸、砂轮、喷砂等去除零们：表面的氧化膜。

其中锉刀和砂纸清理用于单件生产，清理时形成的沟槽还有利于钎料的润湿和铺展。

批量生产时用砂轮、金属刷、喷砂等方法。

铝和铝合金、钛合金的表面不宜用机械清理法。

化学浸蚀法广泛用于清除零件表面的氧化物，特别是批量生产中，因为他的生产率比较高，但要防止表面的过浸蚀。

适用于不同金属的化学浸蚀液成分列于表1。

对于大批量生产及必须快速清除氧化膜的场合，可采用，电化学浸蚀法(表2)。

表1 化学浸蚀液成分表2 电化学浸蚀化学浸蚀和电化学浸蚀后，还应进行光泽处理或中和处理（表3)，随后在冷水或热水中洗净，并加以干燥。

一、什么是钎焊？钎焊是如何分类的？钎焊的接头形式有何特点？钎焊是利用熔点比母材低的金属作为钎料，加热后，钎料熔化，焊件不熔化，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，将焊件牢固的连接在一起。

根据钎料熔点的不同，将钎焊分为软钎焊和硬钎焊。

（1）软钎焊：软钎焊的钎料熔点低于450°C，接头强度较低(小于70 MPa)。

（2）硬钎焊：硬钎焊的钎料熔点高于450°C，接头强度较高(大于200 MPa)。

钎焊接头的承载能力与接头连接面大小有关。

因此，钎焊一般采用搭接接头和套件镶接，以弥补钎焊强度的不足。

二、电弧焊的分类有哪些，有什么优点？利用电弧作为热源的熔焊方法，称为电弧焊。

可分为手工电弧焊、埋弧自动焊和气体保护焊等三种。

手工自动焊的最大优点是设备简单，应用灵活、方便，适用面广，可焊接各种焊接位置和直缝、环缝及各种曲线焊缝。

尤其适用于操作不变的场合和短小焊缝的焊接；埋弧自动焊具有生产率高、焊缝质量好、劳动条件好等特点；气体保护焊具有保护效果好、电弧稳定、热量集中等特点。

三、焊条电弧焊时，低碳钢焊接接头的组成、各区域金属的组织与性能有何特点？（1）焊接接头由焊缝金属和热影响区组成。

1）焊缝金属：焊接加热时，焊缝处的温度在液相线以上，母材与填充金属形成共同熔池，冷凝后成为铸态组织。

在冷却过程中，液态金属自熔合区向焊缝的中心方向结晶，形成柱状晶组织。

由于焊条芯及药皮在焊接过程中具有合金化作用，焊缝金属的化学成分往往优于母材，只要焊条和焊接工艺参数选择合理，焊缝金属的强度一般不低于母材强度。

2）热影响区：在焊接过程中，焊缝两侧金属因焊接热作用而产生组织和性能变化的区域。

（2）低碳钢的热影响区分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区。

1）熔合区位于焊缝与基本金属之间，部分金属焙化部分未熔，也称半熔化区。

加热温度约为1 490～1 530°C，此区成分及组织极不均匀，强度下降，塑性很差，是产生裂纹及局部脆性破坏的发源地。

钎焊接头的形成1钎焊定义：用比母材熔点低的钎料和焊件一同加热，使钎料熔化(焊件不熔化)后润湿并填满母材连接的间隙，钎料与母材相互扩散形成牢固连接的方法。

2钎焊包含两个过程: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。

液体对固体的润湿以及钎缝的毛细作用是熔化钎剂或钎料填缝的基本条件.3钎焊时,熔化的钎料与固态母材接触,液态钎料必须很好的润湿母材表面才能填满钎缝.θ--润湿角（接触角）当0﹤θ<90°时液体能润湿固体表面;当90﹤θ<180°时液体不能润湿固体表面; 极限状态：θ=0时为完全润湿,θ= 180°为完全不润湿.湿润角是对湿润程度的度量钎焊时要求θ<20°4钎焊时,对液态钎料的要求不是自由铺展，而是填满钎缝的全部间隙;钎焊间隙很小,如同毛细管,钎料就依靠毛细作用在钎缝间隙内流动;因此,钎料能否填满钎缝取决于它在母材间隙中的毛细特性。

5 a-平行板隙，结论:在θ为零时完全润湿;a小时才能保证钎料填满间隙6润湿性的评定方法：1)测润湿角2)测铺展面积3)测钎料流动距离4.)测流动系数K:7实际判定钎料的润湿性从以下四个方面入手：（1）钎料和母材的成分钎料和母材在液态和固态下均不相互作用，则它们之间的润湿性很差；若钎料能和母材相互溶解或形成化合物，则液态钎料能很好的润湿母材。

在钎料中添加合金元素改善钎料对母材的润湿性。

如(图4):Sn,Zn,Si与铁形成金属间化合物;Pd,Mn,Ni与铁形成无限固溶体合金元素改善钎料润湿性的作用，主要取决于它们对液态钎料与母材的界面张力的影响。

合金元素与母材存在作用时，均能使减小。

能与母材无限固溶体的元素，可使得显著减小，大大提高润湿性。

（2）温度的影响结论:随着温度的升高,钎料表面张力不断减小,提高润湿性.温度升高,钎料本身表面张力减小;液态钎料和母材间的界面张力也减小.为了保证润湿性,选择合适的温度很重要,但是温度过高,润湿性太强,往往造成钎料流失,还会造成母材晶粒长大,溶蚀等缺陷.（3）金属表面氧化物的影响在有氧化膜的金属表面上,液态钎料往往凝聚成球状,不与金属发生润湿.由于氧化物的表面张力比金属本身要小很多（即使σSG减小），使的σSG< σLS,出现不润湿现象,因此,钎焊时要求去膜.（4）钎剂的影响钎焊时使用钎剂可以清除钎料和母材表面的氧化膜,改善润湿。

钎焊钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件(母材)与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，并与母材相互扩散而实现连接焊件的方法。

钎焊接头形成包括三个基本过程：1) 液态钎料要润湿焊件金属，并能在焊件表面铺展；2) 通过毛细作用致密地填满接头间隙；3) 钎料能同焊件金属之间发生作用，从而实现良好的冶金结合。

钎焊机理漫流漫流也叫扩展或铺展，它是一种物理现象，服从一般的力学规律，没有金属化学的变化。

通常低表面能的材料在高表面能的材料上漫流。

正如前面所述，漫流过程就是整个系统的表面自由能减小的过程。

一个系统两个元件自由能相同时，不会产生漫流。

在电子锡焊装联中，我们所讨论的一般都是液相体在固体表面上的漫流，漫流与液体的表面能，固体的表面性质等有关。

这是一种液体没固体表面的流动即流体力学问题，同时也有毛细作用。

漫流是浸润的先决条件。

浸润（Wetting）软钎焊的第一个条件，就是已熔化的焊料在要连接的固体金属的表面上充分漫流以后，使之熔合一体，这样的过程叫作“浸润”（或润湿）。

粗看起来，金属表面是很光滑的。

但是，若用显微镜放大看，就能看到无数凹凸不平，晶粒界面和划痕等，熔化的焊料没着这种凹凸与伤痕，就产生毛细作用，引起漫流浸润。

产生浸润的条件:为了使已熔焊料浸润固体金属表面，必须具备一定的条件。

条件之一就是焊料与固体金属面必须是“清洁”的，由于清净，焊料与母材的原子间距离就能够很小，能够相互吸引，也就是使之接近到原子间力能发生作用的程度。

斥力大于引力，这个原子就会被推到远离这个原子的位置，不可能产生浸润。

当固体金属或熔化的金属表面附有氧化物或污垢时，这些东西就会变成障碍，这样就不会产生润湿作用，金属表面必须清洁，这是一个充分条件。

表面张力表面张力是液体表面分子的凝聚力，它使表面分子被吸向液体内部，并呈收缩状（表面积最小的形状）。

液体内部的每个分子都处在其它分子的包围之中，被平均的引力所吸引，呈平衡状态。

钎焊接头的构成过程
1.准备工作：在进行钎焊接头之前，需要准备好所需的工具和材料，
包括各种规格的钎焊材料、气焊设备、钢丝刷、砂纸、洗涤剂、布料等。

2.清洁表面：钎焊接头的成功与否与焊接前的表面清洁程度有很大关系。

首先，使用钢丝刷或砂纸将接头表面的氧化皮和杂质清除干净。

然后，用洗涤剂清洗接头表面，确保表面干净无尘。

3.涂覆草酸和钎剂：涂覆草酸和钎剂有助于增强钎焊接头的可靠性。

草酸能去除金属表面的氧化皮，使钎焊能够更好地连接；钎剂能降低钎焊
温度，防止氧化。

使用刷子将草酸均匀地涂在接头表面，然后再使用刷子
涂覆钎剂。

4.加热和钎焊：将气焊设备预热至适宜的温度。

将火焰置于接头附近，沿着接头的长度均匀移动，逐渐加热接头。

在开始加热之前，要先预热接
头的基材，然后再移动火焰。

一旦接头达到合适的温度，就可以开始钎焊了。

将钎焊材料放在接头上，让其融化并填充到接头之间。

确保钎焊材料
在接头周围均匀分布，并充分填充接头间隙。

5.冷却和清洁：待钎焊过程完成后，将接头冷却到室温。

冷却过程中
不可急于处理接头，以免引起热裂纹。

冷却完成后，用布料擦拭钎焊接头，清洁残留的焊渣和钎剂。

需要注意的是，在进行钎焊接头之前，需要根据具体材料的性质选择
适当的钎焊材料，并确保选用的材料与被接材料相容，并且钎焊接头所需
的温度低于被接材料的熔点，以防止材料烧损或熔化。

此外，在进行钎焊
接头时应遵循相应的安全操作规程，如佩戴防护眼镜和手套，确保自身安全。

焊接方法分类一般都根据热源的性质、形成接头的状态及是否采用加压来划分。

1、熔化焊熔化焊是将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。

它包括气焊、电弧焊、电渣焊、激光焊、电子束焊、等离子弧焊、堆焊和铝热焊等。

2、压焊压焊是通过对焊件施加压力（加热或不加热）来完成焊接的方法。

它包括爆炸焊、冷压焊、摩擦焊、扩散焊、超声波焊、高频焊和电阻焊等。

3、钎焊钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，在加热温度高于钎料低于母材熔点的情况下，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。

它包括硬钎焊、软钎焊等。

焊条电弧焊一、焊接电弧电弧是两带电导体之间持久而强烈的气体放电现象。

1．电弧的形成（1）焊条与工件接触短路短路时，电流密集的个别接触点被电阻热Q=I2Rt所加热，极小的气隙的电场强度很高。

结果：①少量电子逸出。

②个别接触点被加热、熔化，甚至蒸发、汽化。

③出现很多低电离电位的金属蒸汽。

（2）提起焊条保持恰当距离在热激发和强电场作用下，负极发射电子并作高速定向运动，撞击中性分子和原子使之激发或电离。

结果：气隙间的气体迅速电离，在撞击、激发和正负带电粒子复合中，其能量转换，发出光和热。

2．电弧的构造与温度分布电弧由三部分构成，即阴极区（一般为焊条端面的白亮斑点）、阳极区（工件上对应焊条端部的溶池中的薄亮区）和弧柱区（为两电极间空气隙）。

3、电弧稳定燃烧的条件（1）应有符合焊接电弧电特性要求的电源a）当电流过小时，气隙间气体电离不充分，电弧电阻大，要求较高的电弧电压，方能维持必需的电离程度。

b）随着电流增大，气体电离程度增加，导电能力增加，电弧电阻减小，电弧电压降低。

但当降低到一定程度后，为了维持必要的电场强度，保证电子的发射与带电粒子的运动能量，电压须不随电流增大而变化。

（2）做好清理工作，选用合适药皮的焊条。

（3）防止偏吹。

（4）电极的极性在焊接中，采用直流电焊机时，有正接和反接两种方法。

钎焊一、钎焊的定义钎焊是通过将零件和钎料加热，使液相线温度比母材固相线温度低的钎料熔化，利用液态针料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互溶解和扩散而实现连接零件的方法。

同熔焊方法相比，钎焊具有以下优点：(1)钎焊接头平整光滑，外形美观。

(2)钎焊加热温度较低，对母材组织和性能的影响较小。

(3)焊件变形较小，尤其是采用均匀加热(如炉中钎焊)的钎焊方法，焊件的变形可减小到最低程度，容易保证焊件的尺寸精度。

(4)某些钎焊方法一次可焊成几十条或成百条钎缝，生产率高。

(5)可以实现异种金属或合金间以及金属与非金属间的连接。

钎焊的缺点：钎焊接头强度比较低、耐热能力比较差、装配要求比较高等。

二、钎焊原理钎焊接头的形成过程是熔态钎料填充接头间隙并同母材发生相互作用，随后钎缝冷却凝固。

为了更好地了解钎焊过程必须弄清熔态钎料的填隙过程及钎料与母材的相互作用。

熔态钎料的填隙原理:由实践得知，为了保证液体钎料填满钎焊接头间隙，钎焊时必须具备两个基本条件：润湿作用和毛细作用。

钎料的润湿作用:润湿是液态物质与固态物质接触后相互黏附的现象。

当液体处于自由状态下，为使其本身处于稳定状态，会力图保持球形表面。

当液体与固体相接触时，内聚力大于附着力，则液体不能黏附在固体表面上；当内聚力小于附着力时，液体就能黏附在固体表面，即发生润湿作用。

熔化的钎料要润湿固体金属表面必须具备两个条件：(1)液态钎料与母材之间应能相互溶解，即两种原子具有良好的亲和力。

通常两种不同金属互溶的程度取决于原子半径及它们在元素周期表中的位置和晶体类型。

一般地，周期表中位置相近，晶格类型相同，它们互溶的比例就大。

此外，还与两者原子之间的半径有关。

(2)钎料与母材表面必须“清洁”，这里的“清洁”是指钎料与母材两者表面没有氧化层。

更不应有污染。

液态钎料与母材间如有一定的互溶度，通常能很好润湿；反之则较难润湿，因此，对合金钎料，各成分与母材的相关系决定了合金钎料与母材润湿的综合效果。

钎焊的原理一、钎焊的原理及优缺点1．钎焊的原理钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件（母材）与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，并与母材相互扩散而实现连接焊件的方法。

如图1所示。

图1钎焊过程示意图a)放置钎料，并对钎料和母材加热。

b)钎料熔化，并开始流入接头间隙。

c)钎料填满间隙，凝固后形成钎焊接头。

2．钎焊的优缺点与熔焊相比，钎焊有如下特点：(1)钎焊时，钎料熔化，焊件不熔化。

焊接温度随所选用钎料不同从室温到接近母材熔化的大范围内变化。

为了防止母材组织和性能变化，便可以选择熔点低的钎料进行钎焊，熔焊则没有这种选择余地。

(2)钎焊时，焊件常整体加热或钎缝周围大面积均匀加热，因此焊件的相对变形量以及钎焊接头的残余应力都比熔焊小得多，易于保证焊件的精密尺寸。

(3)钎缝主要是靠液态钎料自动填满缝隙后凝固而成，只要钎料、钎剂和钎焊方法选择得当，就可以多条钎缝或大批量的焊件同时或连续进行钎焊，生产率很高。

钎焊过程很少受焊件结构的开敞性和可达性的影响。

(4)由于钎焊反应只在母材数微米至数十微米以下界面进行，一般不牵涉到母材深层的结构，因此特别有利于异种金属之间，甚至金属与非金属之间、非金属与非金属之间的连接，这是熔焊方法做不到的。

(5)钎缝的强度和耐热性都比母材金属低。

为了弥补强度不足，常采用增大搭接面积来解决问题。

因而钎焊接头较多地采用搭接接头使结构的重量增大，耗材较多。

二、钎焊工艺1．钎焊接头设计(1)钎焊接头形式钎焊接头形式较多，但常使用的有搭接、对接、斜接及T形接等四种基本形式。

搭接的接头强度最高，其次是斜接，最差的是对接，所以承受载荷的零件，一般用搭接。

对接只有在承受很小的厚壁构件中才采用。

薄壁零件钎焊时，可采用锁边接头以提高接头强度及密封性。

各种钎焊接头如图2所示。

（2）搭接长度搭接接头是钎焊常用接头，为了保证钎焊搭接接头与母材具有相等的承载能力，理论上可按下式计算搭接长度L。