第7章钎焊去膜过程(3h)ppt课件.ppt

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1、第7章钎焊去膜过程一.钎焊去膜的必要性和方法在钎焊过程中，去除母材表面存在的氧化膜是保证液态钎料良好润湿母材并顺利完成钎焊连接的基本前提。由于材料性质、成分上的差异，其表面氧化膜也表现出不同的特性。为去除材料表面的氧化膜，可以采用物理的方法和化学的方法，本章将对这些方法的原理加以分析。第7章钎焊去膜过程第7章钎焊去膜过程在常规环境条件下，母材（固态金属）和钎料（固态或熔融状态）的表面上都覆盖一层表面膜。习惯上，人们将其统称为氧化膜。这主要是因为这层表面膜的主体是金属氧化物，如亲氧的铝、钛、铬、铍等金属表面上就存在一层致密的氧化膜，而铜、铁等金属除与氧结合形成氧化物之外，还与二氧化碳有较

2、强的亲和力，因而在此类金属的表面上除氧化物之外，还常存在有碱式碳酸盐。两性金属如锡、锌等的表面上还可能形成氢氧化物，如Sn(OH)2或Zn(OH)2等。无论是固体母材表面还是液态钎料表面，在适当的条件下都可能形成相应的表面膜，我们也按习惯称其为氧化膜。第7章钎焊去膜过程氧化膜的结构决定膜的致密度，而膜的致密度决定着对金属的保护程度。一般来说，结晶度低或者是无定形结构的表面膜具有较大的致密度，如铝合金表面的γ-Al2O3，铁表面的Fe3O4、铜表面的Cu2O等都具有低的结晶度和高的致密度，因而其能够完善地保护金属免于进一步氧化。而某些金属表面的氧化膜比较疏松，不能完全隔绝空气，因而随着时

3、间的延长，氧化膜的厚度会持续增加。第7章钎焊去膜过程金属表面的氧化膜厚度常常是不均匀的。一般在晶界处的膜较厚，而晶粒中心部位较薄。合金表面的氧化膜的情况更为复杂，合金中有利于降低表面能的组元以及亲氧组元会不断向表面扩散，参与表面氧化膜的形成，因而使合金表面氧化膜的情况更加复杂化。如在含镁的铝合金中，尽管镁的含量很少，但在表面膜中仍明显存在MgAlO4相；在Sn-Pb合金中加入微量的Ga，在其表面膜中检测出的Ga含量却比体内高出近2000倍；而含Al或Ti的铁镍合金的表面膜基本上是由Al或Ti的氧化物组成。合金表面的氧化膜与基体金属的结合强度往往比纯金属与其表面膜的结合牢固得多。第7章钎

4、焊去膜过程要实现母材之间的良好钎焊结合，就必须去除母材表面的氧化膜，这样才能保证液态钎料在母材表面上良好润湿和填缝，并进而实现结合。金属表面的氧化膜的去除通常可以分两个阶段来考虑，首先是钎前去膜，其次是钎焊时去膜。所谓钎前去膜是指在钎焊进行之前要采用一定的方式去除母材表面的氧化膜及油污，最常用的方法是化学清洗，如：用酸或碱的稀水溶液来去膜。但仅进行钎前清洗还远不能满足钎焊的要求，因为在清洗后的存放和钎焊加热的过程中，母材和钎料的表面上还会再次形成一层薄薄的氧化膜。因此在钎焊时仍须采取一定的去除氧化膜和相应的保护措施。第7章钎焊去膜过程氧化膜的去除机制因去膜方式和材料的差异而不同，大体上

5、有以下几种方式：物理方式：如机械刮擦使氧化膜破碎，或是采用超声波振动方法，利用超声波的空化作用使母材表面的氧化膜脱落；化学方式：即利用钎剂与母材表面氧化膜的反应来达到去除氧化膜的目的。多数钎剂钎焊过程都是通过化学机制来去除氧化膜的，但在此过程中的反应却是多种多样的，其作用方式可以是使氧化膜溶解，也可以是使氧化膜与基体金属的结合被削弱而剥落等等。第7章钎焊去膜过程钎焊时的去膜钎剂去膜气体介质去膜软钎剂硬钎剂铝用钎剂中性气体真空活性气体第7章钎焊去膜过程真空钎焊的去膜机制比较复杂，在此过程中可能存在金属氧化物的分解，微量还原性气氛造成氧化物的还原，氧化膜在真空中加热时发生破裂，以及某些元素

6、与氧化膜组元发生置换等。钎焊方法及被钎材料的多样性决定了材料表面氧化膜去除的复杂性，不同的方法和对象，其表面氧化膜去除的机制不会是完全相同的，不可能用一个统一的模式来描述。第7章钎焊去膜过程二.软钎剂去膜1.钎剂的作用钎剂的作用:(1)清除熔融钎料和母材表面的氧化物，为液态钎料在母材上铺展和填缝创造必要条件。(2)以液体薄层覆盖母材和钎料表面，隔绝空气（气体钎剂以另外形式出现）来保护钎料及母材表面不被继续氧化。(3)钎剂能改善钎料对母材的润湿性能，促进界面活化，使其能顺利实现钎焊过程。第7章钎焊去膜过程2.对钎剂的基本要求钎焊中对钎剂的基本要求如下：①钎剂的熔点和最低活性温度比钎料低，

7、在活性温度范围内有足够的流动性。在钎料熔化之前钎剂就应熔化并开始起作用，去除钎缝间隙和钎料表面的氧化膜，为液态钎料的铺展润湿创造条件。②应具有良好的热稳定性，使钎剂在加热过程中保持其成分和作用稳定不变，一般说来钎剂应具有不小于１００℃的热稳定温度范围。第7章钎焊去膜过程③能很好地溶解或破坏被钎焊金属和钎料表面的氧化膜。钎剂中各组分的汽化（蒸发）温度比钎焊温度高，以避免钎剂挥发而丧失对钎焊部位的保护作用，钎剂挥发物的毒性小。④在钎焊温度范围内钎剂