钎焊接头的构成过程
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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。