钎剂介绍
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钎剂是钎焊时使用的熔剂,它的作用是清除钎料和母材表面的氧化物,并保护焊件和液态钎料在钎焊过程中免于氧化,改善液态钎料对焊件的润湿性。
对于大多数钎焊方法,钎剂是不可缺少的。
润湿(Wetting)是固体界面由固-气界面转变为固-液界面的现象。
而润湿性(wettability)是指一种液体在一种固体表面铺展的能力或倾向性。
焊剂也叫钎剂,定义很广泛,包括熔盐、有机物、活性气体、金属蒸汽等,即除去母材和钎料外,泛指第三种用来降低母材和钎料界面张力的所有物质。
焊丝是作为填充金属或同时作为导电用的金属丝焊接材料。
在气焊和钨极气体保护电弧焊时,焊丝用作填充金属;在埋弧焊、电渣焊和其他熔化极气体保护电弧焊时,焊丝既是填充金属,同时也是导电电极。
焊丝的表面不涂防氧化作用的焊剂。
焊料是用于填加到焊缝、堆焊层和钎缝中的金属合金材料的总称。
包括焊丝(welding wire)、焊条(welding rod)、钎料(brazing and soldering alloy)等
堆焊: 用电焊或气焊法把金属熔化,堆在工具或机器零件上的焊接法。
通常用来修复磨损和崩裂部分。
堆焊是在工件的表面或边缘进行熔敷一层耐磨、耐蚀、耐热等性能金属层的焊接工艺。
堆焊对提高零件的使用寿命,合理使用材料,提高产品性能,降低成本有显著的经济效益。
不同的工件和堆焊焊条要采用不同的堆焊工艺,才能获得满意的堆焊效果。
201铝钎剂成分表
【原创版】
目录
1.201 铝钎剂的概述
2.201 铝钎剂的成分及其作用
3.201 铝钎剂的应用范围
4.201 铝钎剂的优点与局限性
正文
一、201 铝钎剂的概述
201 铝钎剂是一种钎焊铝合金的钎料,其主要成分为铝,具有较低的熔点。
它可以在焊接过程中有效地连接铝合金,使之形成一个整体结构,广泛应用于汽车、航空航天、电子等领域。
二、201 铝钎剂的成分及其作用
1.铝:作为钎剂的主要成分,铝具有较低的熔点,易于熔化并与其他金属发生反应,形成钎焊接头。
2.硅:可以提高钎剂的流动性,促进钎剂与铝合金的润湿,增强焊缝的延展性。
3.镁:能够提高钎剂的活性,促进钎剂与铝合金的反应,提高焊缝的强度。
4.铜:可以提高钎剂的导电性,同时对钎剂的流动性和焊接性能有一定影响。
5.锌:可以提高钎剂的流动性,改善焊缝的成形性能。
三、201 铝钎剂的应用范围
201 铝钎剂广泛应用于各种铝合金的焊接,如纯铝、铝铜合金、铝镁
合金等。
此外,它还可以用于焊接铝制热交换器、铝制油箱、铝制轮毂等零部件。
四、201 铝钎剂的优点与局限性
1.优点:
(1)熔点较低,易于熔化和流动,可实现快速焊接;
(2)与铝合金具有良好的润湿性,可形成牢固的焊缝;
(3)具有良好的导电性和导热性,可提高焊接效率;
(4)成本相对较低,经济效益较高。
钎剂氟铝酸钾钎剂是钎焊过程中的熔剂,与钎料配合使用,属于焊接材料的一种。
(1)钎剂的作用①清除钎料和母材表面的氧化膜,为熔化的液态钎料在母材表面的铺展提供必要的条件。
②以液态薄膜层覆盖钎料和母材表面,保护钎料和母材金属不被进一步的氧化。
③促进表面活化,减小表面张力,改善钎料对母材的润湿性能,使钎焊过程顺利进行。
(2)对钎剂的基本要求。
①钎剂的熔点应低于钎料的熔点,在钎料熔化之前就应熔化并开始起作用,把钎料表面和钎缝间隙中氧化膜去除。
为保证钎焊温度下钎剂的活性,钎剂的熔点不应与钎料的熔点相差太大。
②通过物理化学作用,钎剂应具有足够的溶解和破坏母材和钎料表面氧化膜的能力。
③应具有良好的热稳定性,在钎焊加热过程中钎剂的成分和作用应保持稳定不变,不至于发生钎剂组分的分解、蒸发或碳化而导致其丧失应有的作用。
一般要求钎剂应具有.不小于100℃的热稳定范围。
④在钎焊温度范围内,钎剂的黏度应小、流动性好、能很好地润湿母材、减小液态钎料的界面张力。
⑤熔融钎剂及其清除氧化膜后的产物密度应小于液态钎料,以便钎剂能均匀地覆盖在钎焊金属表面,有效地隔绝空气,促进钎料的润湿和铺展,不致滞留在钎缝中形成夹渣。
⑥钎剂及其残渣不应对钎焊金属和钎缝有强烈的腐蚀作用,钎剂的挥发物毒性要小,焊后钎剂的残渣应易清除。
Al和Al合金表面极易生成一层致密且化学稳定性高的氧化铝膜,尤其是当母材中Mg的质量分数>3%时,生产的氧化铝和氧化镁间隙氧化膜,其化学稳定性更高,更难除去。
Al和Al合金表面存在的氧化物使得在钎焊过程中液态钎料往往凝聚成球状,不与母材发生润湿。
而铝钎剂的目的就是去除铝材表面的氧化膜,降低熔态钎料与母材之间的界面张力,有利于钎焊时钎料在母材表面的润湿和铺展。
在铝及铝合金的钎焊过程中,传统上是以氟盐钎剂占主导低位,但是该类钎剂存在着氯等卤离子对母材具有强烈的电化学腐蚀,且吸湿性很强,不易保存;此外焊后对残留物的清洗要求较高,否则焊后残渣吸潮后会严重腐蚀钎焊件。
火焰钎焊用的钎料和钎剂(一)对钎料的基本要求1.钎料的熔点应比母材的熔点低40~60℃,若接头在高温下工作时,钎料的熔点应高于工作温度。
2.钎料应具有良好的润湿性,并具有与母材相互扩散、熔解的能力,以利于填满接头间隙,获得牢固的钎焊接头。
3.钎料应满足钎焊接头的机械性能和物理、化学性能要求,如抗拉强度、导电性、耐腐蚀性和抗氧化性等。
4.钎料的热膨胀系数应与母材相近,以避免在钎缝中产生裂纹。
(二)火焰钎焊用钎料钎料是钎焊时用作形成钎缝的填充金属,按其熔点分为两类:其中熔点低于450℃的钎料为软钎料,熔点高于450℃的为硬钎料。
硬钎料一般用于工作温度和强度要求较高的焊件的钎焊,常用于气焊火焰钎焊,这一类硬钎料主要有银钎料。
铜锌钎料和铜磷钎料等。
1.银钎料:为银(Ag)、铜(Cu)和锌(Zn)的合金,并含有少量的镉(Cd)和镍(Ni)等。
银钎料较铜锌钎料和铜磷钎料熔点低,而且润湿性好、操作容易、强度高、导电性和耐腐蚀性优良,它可以钎焊铜及其合金、钢、不锈钢、耐热合金、硬质合金等。
火焰钎焊常用的银铜锌钎料有料302、料303和料304等。
火焰钎焊常用的银钎料的成分、性能和用途详见表1。
注:①钎焊紫铜时的数据。
②钎焊H62黄铜时的数据。
③钎焊碳钢时的数据。
④钎焊不锈钢时的数据。
2.铜锌钎料:这种钎料的机械性能和熔点与锌的含量有关,它具有较好的抗腐蚀性能,配合钎剂可钎焊铜、含锌量较少的黄铜、钢及铸铁等。
常用铜锌钎料的成分、性能和用途详见表2。
表2常用铜锌钎料的成分、性能和用途3.铜磷钎料:这种钎料具有良好的漫流性,适用于钎焊铜和黄铜。
但不能钎焊黑色金属,它不能润湿黑色金属表面,并且在钎缝靠基本金属(黑色金属)P),使钎缝变脆。
铜磷钎料的接头能很好的边界处,易生成脆性的磷化铁(Fe3地在拉伸状态下工作,并且有良好的导电性。
但钎缝塑性差,所以不能在处于弯曲、冲击状态下工作的钎焊接头中采用。
常用铜磷钎料的成分、性能和用途详见表3。
钎焊材料及钎剂的分类随着工业的不断前进发展,钎焊在各种行业当中都有所涉及,并且发挥的作用也有不断增强的趋势。
根据熔点不同,钎焊材料分为软钎料和硬钎料①软钎料:即熔点低于450℃的钎料,有锡铅基、铅基(T<150℃,一般用于钎焊铜及铜合金,耐热性好,但耐蚀性较差)、镉基(是软钎料中耐热性最好的一种,T=250℃)等合金。
软钎料主要用于焊接受力不大和工作温度较低的工件,如各种电器导线的连接及仪器、仪表元件的钎焊(主要用于电子线路的焊接)常用的软钎料有:锡铅钎料(应用最广、具有良好的工艺性和导电性,T<100℃)、镉银钎料、铅银钎料和锌银钎料等。
软钎焊:指使用软钎料进行的钎焊。
钎焊接头强度低(小于70Mpa)。
②硬钎料:即熔点高于450℃的钎料,有铝基、铜基、银基、镍基等合金。
硬钎料主要用于焊接受力较大、工作温度较高的工件,如:自行车架、硬质合金刀具、钻探钻头等(主要用于机械零、部件的焊接)常用的硬钎料有:铜基钎料、银基钎料(应用最广的一类硬钎料,具有良好的力学性能、导电导热性、耐蚀性。
广泛用于钎焊低碳钢、结构钢、不锈钢、铜以及铜合金等)、铝基钎料(主要用于钎焊铝及铝合金)和镍基钎料(主要用于航空航天部门)等。
硬钎焊:指使用硬钎料进行的钎焊。
钎焊接头强度较高(大于200Mpa)。
钎剂通常分为软钎剂、硬钎剂和铝、镁、钛用钎剂三大类。
图片来源⑴软钎剂按其成分可分为无机软钎剂(具有很高的化学活性,去除氧化物的能力很强。
能显著地促进液态钎料对母材的润湿。
组分为无机酸和无机盐。
一般的黑色金属和有色金属,包括不锈钢、耐热钢和镍铬合金等都可使用,但它残渣有腐蚀性,焊后必须清除干净)和有机软钎剂两类。
按其残渣对钎焊接头的腐蚀作用可分为腐蚀性、弱腐蚀性和无腐蚀性三类,其中无机软钎剂均系腐蚀性钎剂;有机软钎剂属于后两类。
常用的软钎剂有磷酸水溶液(只限于300℃以下使用,是钎焊含Cr不锈钢或锰青铜的适宜钎剂)、氯化锌水溶液和松香(只能用于300℃以下钎焊表面氧化不严重的金、银、铜等金属)等。
一、对钎剂的基本要求(1)钎剂应具有足够的去除母材及钎料表面氧化物的能力。
(2)钎剂的熔点及最低活性温度应低于钎料的熔点。
(3)钎剂在钎焊温度下具有足够的润湿性。
(4)钎剂中各组分的气化(蒸发)温度应比钎焊温度高,以避免钎剂挥发而丧失作用。
(5)钎剂以及清除氧化物后的生成物,其密度均应尽量小,以利于浮在表面,不在钎缝中形成夹渣
(6)钎剂及其残渣对钎料及母材的腐蚀性要小。
(7)钎剂的挥发物应当无毒性。
(8)钎焊后,残留钎剂及钎焊残渣应当容易清除。
二、软钎剂
软钎剂是在450℃以下进行钎焊用的钎剂,分为以下两大类:
(一)非腐蚀性软钎剂这种钎剂化学活性比较弱,对母材几乎无腐蚀作用。
松香、胺、有机卤化物等都属于非腐蚀性软钎剂。
松香是最常用的钎剂,一般以粉末或以酒精、松节油溶液的形式使用。
松香钎剂只能在300℃以下使用,超过此温度时将碳化而失效。
通常加入活性物质配成活性松香钎剂,以提高其去除氧化物的能力。
(二)腐蚀性软钎剂这种钎剂化学活性强,热稳定性好,可用于黑色金属及有色金属的钎焊,但是钎焊后的残留物必须彻底洗净。
常用的腐蚀性软钎剂见表7—13。
表7—13 常用的腐蚀性软钎剂牌号组分(质量分数)(%) 应用范围
RJ1 氯化锌40,水60 钢、铜、黄铜和青铜
RJ3 氯化锌40,氯化铵5,水55 钢、铜、黄铜和青铜
RJ5 氯化锌25,盐酸(密度1.198/cm3)25,水50 不锈钢、碳素钢、铜合金
RJ8 氯化锌65,氯化钾14,氯化钠11,氯化铵10 铜及铜合金
三、硬钎剂硬钎剂是在450℃以上进行钎焊用的钎剂,常用的硬钎剂组分及用途见表7—14。
表7—14 常用的硬钎剂组分及用途牌号组分(质量分数)(%) 钎焊温度(℃) 用途
YJ1 硼砂100 800~1150 用铜基钎料钎焊碳素钢、铜、铸铁、硬质合金等
YJ2 硼砂25,硼酸75 850~1150
YJ7 硼砂50,硼酸35,氟化钾15 650~850 用银基钎料钎焊钢、铜合金、不锈钢和高温合金
YJ8 硼砂50,硼酸10,氟化钾40 >800 用铜基钎料钎焊硬质合金
QJ-101
QJ-102 硼酐30,氟硼酸钾70
氟化钾42,硼酐35,氟硼酸钾23 550~850
650~850 用银基钎料钎焊铜及铜合金、钢,不锈钢和高温合金
201 硼酐77±1,脱水硼砂12±1,氟化钙10±0.5 850~1150 用铜基钎料或镍基钎料钎焊不锈钢和高温合金
QJ105 氟化镉29~31,氯化锂24~26,氯化钾24~26,氯化锌13~16,氯化铵4.5~5.5 450~600 钎焊铜及铜合金
黑色金属常用的硬钎剂是硼砂、硼酸及其混合物。
这些钎剂的粘度大、活性温度相当高,必须在800℃以上使用,并且钎剂残渣难于清除。
在硼化物中加入碱金属和碱土金属的氟化物及氯化物,可以改善硼砂、硼酸钎剂的润湿能力,提高去除氧化物的能力,以及降低钎剂的熔化温度及活性温度。