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[焊接] 刀具的焊接|钎焊

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    发表于 2019-7-31 08:01:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
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    钎焊
    原理
    钎焊采用液相线温度比母材固相线温度低的金属材料作钎料,将零件和钎料加热到钎料熔化,利用液态钎料润湿母材、填充接头间隙并与母材相互溶解和扩散,随后,液态钎料结晶凝固,从而实现零件的连接。
    钎焊变形小,接头光滑美观,适合于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件,如蜂窝结构板、透平叶片、硬质合金刀具和印刷电路板等。钎焊前对工件必须进行细致加工和严格清洗,除去油污和过厚的氧化膜,保证接口装配间隙。间隙一般要求在 0.01~0.1毫米之间。
    较之熔焊,钎焊时母材不熔化,仅钎料熔化;
    较之压焊,钎焊时不对焊件施加压力。
    当然,钎焊形成的焊缝称为钎缝。钎焊所用的填充金属称为钎料。
    钎焊过程
    表面清洗好的工件以搭接型式装配在一起,把钎料放在接头间隙附近或接头间隙之间。当工件与钎料被加热到稍高于钎料熔点温度后,钎料熔化(工件未熔化),并借助毛细管作用被吸入和充满固态工件间隙之间,液态钎料与工件金属相互扩散溶解,冷疑后即形成钎焊接头。
    (一)钎料的润湿与铺展
    钎焊时,只有熔化的液体钎料很好地润湿母材表面才能填满钎缝。衡量钎料对母材润湿能力的大小,可用钎料(液相)与母材(固相)相接触时的接触夹角大小来表示。影响钎料润湿母材的主要因素有:
    1.钎料和母材的成份
    若钎料与母材在固态和液态下均不发生物理化学作用,则他们之间的润湿作用就很差,如铅与铁。若钎料与母材能相互溶解或形成化合物,则认为钎料能较好地润湿母材,例如银对铜。
    2.钎焊温度
    钎焊加热温度的升高,由于钎料表面张力下降等原因会改善钎料对母材的润湿性,但钎焊温度不能过高,否则会造成钎料流失,晶粒长大等缺陷。
    3.母材表面氧化物
    如果母材金属表面存在氧化物,液态钎料往往会凝聚成球状,不与母材发生润湿,所以,钎焊前必须充分清除氧化物,才能保证良好的润湿作用。
    4.母材表面粗糙度
    当钎料与母材之间作用较弱时,母材表面粗糙的沟槽起到了特殊的毛细作用,可以改善钎料在母材上的润湿与铺展。
    5.钎剂
    钎焊时使用钎剂可以清除钎料和母材表面的氧化物,改善润湿作用。
    (二)钎料的毛细流动
    钎焊时,液体钎料要沿着间隙去填满钎缝,由于间隙很小,如同毛细管,所以称之为毛细流动。毛细流动能力的大小,能决定钎料能否填满钎缝间隙。
    影响液体钎料毛细流动的因素很多,主要有钎料的润湿能力和接头间隙大小等,如钎料对母材润湿性好,接头有较小的间隙,都可以得到良好的钎料流动与填充性能。
    (三)钎料与母材的相互作用
    液态钎料在毛细填隙过程中与母材发生相互物理化学作用,这些相互作用对钎焊接头的性能影响很大,它们可以分为两种:
    1.母材向钎料的溶解
    钎焊时一般都发生母材向液体钎料的溶解过程,可使钎料成份合金化,有利于提高接头强度。但母材的过度溶解会使液体钎料的熔点和粘度升高,流动性变差,往往导致不能填满钎缝间隙,同时可能使母材表面因过分溶解而出现凹陷等缺陷。
    2.钎料组份向母材扩散
    钎焊时,也出现钎料组份向母材的扩散,扩散以两种方式进行:一种是钎料组元向整个母材晶粒内部扩散,在母材毗邻钎缝处的一边形成固溶体层,对接头不会产生不良影响。另一种是钎料组元扩散到母材的晶粒边界,常常使晶界发脆,尤其是在薄件钎焊时比较明显。
    钎焊的特点
    (1)钎焊工艺的加热温度比较低,因此钎焊以后焊件的变形小,容易保证焊件的尺寸精度。同时,对于焊件母材的组织及性能的影响也比较小。
    (2)钎焊工艺可适用于各种金属材料、异种金属、金属与非金属的连接。
    (3)可以一次完成多个零件或多条钎缝的钎焊,生产率较高。
    (4)可以钎焊极薄或极细的零件,以及粗细、厚薄相差很大的零件。
    (5)钎焊的缺点是:钎焊接头的耐热能力比较差、接头强度比较低、钎焊时表面清理及焊件装配质量的要求比较高。
    钎焊的应用
    钎焊用于制造精密仪表、电气零部件、异种金属构件以及复杂薄板结构,如夹层构件、蜂窝结构等;也常用于钎焊各类异线与硬质合金刀具
    硬钎料(钎料熔点>450℃),如铜基、银基、铝基、镍基等,具有较高的强度,可以连接承受载荷的零件,应用比较广泛,如硬质合金刀具、自行车车架。
    软钎料(钎料熔点<450℃),如锡、铅、铋等,焊接强度低,主要用于焊接不承受载荷但要求密封性好的焊件,如容器、仪表元件等。钎焊主要在机械、电机、仪表、无线电等制造业中得到广泛应用。

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