关于钎焊焊接工艺报告

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1、关于钎焊焊接铜管件的工艺报告郭慧惠2001年11月20日1．钎焊：钎焊是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而实现连接零件的方法。钎焊时并非任何液态金属均能填充接头间隙。也就是说，必须具备一定的条件，此条件就是润湿作用和毛细作用。1〕钎料的润湿作用：润湿是液态物质与固态物质接触后相互粘附的现象。当液态处于自由状态下，为使其本身处于稳定状态，它力图保持球形的表面。而当液态与固态接触时，这种情况将发生改变，其变化取决于液体内部的内聚力和液固两相间

2、的附着力的相互关系。如果内聚力大于附着力，则液体不能沾附在固体表面上。当附着力大于内聚力时，液体就能粘附在固体表面，即发生润湿作用。钎焊时，熔态钎料如果不能粘附在固态母材的表面就不可能填充接头间隙；只有在熔态钎料润湿母材的情况下，填隙作用才有可能实现。衡量钎料对母材润湿能力的大小，可用钎料与母材相接触时的接触夹角大小来表示。液固两相的切线夹角θ即为润湿角。当0。<θ<90。时，可认为钎料能润湿母材。当90。<θ<180。时，则认为钎料不能润湿母材。θ＝0。表示钎料完全润湿母材。θ＝180。表示钎料完全不润湿。钎焊时钎料的润湿角应小于20。

3、。101〕毛细作用：在实际生产中，绝大部分钎焊过程是毛细钎焊过程。即钎焊时液态钎料不是单纯地沿固态母材表面铺展，而是流入并填充接头间隙。通常间隙很小，类似毛细管，钎料就是依靠毛细作用而在间隙内流动的。因此，钎料的填缝效果还与毛细作用有关。将间隙很小的两平行板插入液体中时，液体在平行板的间隙内会自动上升或下降。当液体能润湿平行板时，间隙内液体上升；否则就下降。显然，只有当熔态钎料具有对母材有良好的润湿能力时，才能实现填隙作用。其次，液体沿间隙上升的高度与间隙大小成反比。随着间隙减小，上升高度增大。因此，为使液态钎料能填充全部接头间隙，必须在

4、设计和装配钎焊接头时保证小的间隙。1．母材：我们目前采用的母材有紫铜、62黄铜、59黄铜，HSn70-1黄铜四种。母材之间的配对方式有紫铜与紫铜，紫铜与62黄铜，59黄铜与HSn70-1黄铜三种方式。其中紫铜的熔点是1083℃，导热系数是391w/mk，膨胀系数是16.8×10-6K-1。具有良好的导电、导热、耐蚀和加工性能，可以焊接和钎焊。含降低导电、导热性的杂质较少，微量的氧对导电、导热和加工等性能影响不大、但易引起“氢病”，不宜在高温（如>370℃）还原性气氛中加工和使用；62黄铜的熔点是905℃，导热系数是108.68w/mk，膨

5、胀系数是20.6×10-6K-110。具有良好的机械性能，热态下塑性良好，冷态下塑性也可以，可切削性好，易钎焊和焊接，耐蚀，但易产生腐蚀破裂，此外价格便宜，是应用广泛的一个普通黄铜品种；59黄铜价格最便宜，强度、硬度高而塑性差，但在热态下仍能很好地承受压力加工，耐蚀性一般，其它性能和H62相近；HSn70-1黄铜是典型的锡黄铜，在大气、蒸气、油类和海水中有高的耐蚀性，且有良好的力学性能，可切削性尚可，易焊接和钎焊，在冷、热状态下压力加工性好，有腐蚀破裂倾向。3、钎焊方法：铜和绝大部分铜合金都有良好的钎焊性。原因是铜及铜合金有较好的润湿性，

6、主要是氧化膜容易清除。只有部分含铝的铜合金，由于表面形成Al2O3膜较难去除，需要使用带腐蚀性的特殊活性钎剂去膜，给钎接工艺带来一些困难。此外，含铅的黄铜具有高温脆性，需要较严格控制钎焊温度和加热速度。针对铜自身的这个特点，我们对其采用气体火焰钎焊焊接。火焰钎焊的特点是温度低，能量密度低，热能分散，使焊件受热面积大，变形严重，但焊接工艺简单，使用灵活，比较适用薄铜件的焊接，铜件的修补或不重要的构件的焊接上。缺点是手工操作时加热温度难掌握，因此要求工人有较高的操作技术。另外火焰钎焊是一个局部加热过程，可能会引起焊件的应力或变形。焊接紫铜时，

7、严格要求使用中性火焰。氧化性火焰会造成焊缝氧化和合金元素的烧损。还原性火焰中的一氧化碳会将火焰中的水蒸气还原成氢，而在高温下扩散进入金属，再与金属中的氧形成高压水蒸气，造成晶界疏松，即“氢病”10。这样就使金属的塑性严重降低。无论如何，不能使用还原性火焰。焊接黄铜时可以使用弱氧化火焰。因为此时会因焊缝表面被生成的氧化锌层覆盖，达到加强脱氢、改善锌的蒸发及对气孔的敏感性。4、钎料和钎剂：我们目前采用的是牌号为L205的钎焊料，其中含磷5.0%～7.0%，含银5.0%～6.0%，熔点范围640～800℃，强度519MPa。钎料中含银改善了漫流

8、性，降低了熔点，提高了接头强度和塑性，是比较理想的钎料。另外钎料的润湿性也很好，接头具有很高的耐蚀性，但钎焊接头比较脆。钎剂是采用钎焊铜及铜合金最常用的──硼砂。它的熔点只有743℃，在液态下