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    釬焊及常見缺陷處理

    基礎知識 mse_material 27623閱讀 掃描二維碼
    原理
    釬焊采用液相線溫度比母材固相線溫度低的金屬材料作釬料,將零件和釬料加熱到釬料熔化,利用液態釬料潤濕母材、填充接頭間隙并與母材相互溶解和擴散,隨后,液態釬料結晶凝固,從而實現零件的連接。
    釬焊變形小,接頭光滑美觀,適合于焊接精密、復雜和由不同材料組成的構件,如蜂窩結構板、透平葉片、硬質合金刀具和印刷電路板等。釬焊前對工件必須進行細致加工和嚴格清洗,除去油污和過厚的氧化膜,保證接口裝配間隙。間隙一般要求在 0.01~0.1毫米之間。

    較之熔焊,釬焊時母材不熔化,僅釬料熔化;

    較之壓焊,釬焊時不對焊件施加壓力。

    當然,釬焊形成的焊縫稱為釬縫。釬焊所用的填充金屬稱為釬料。

    釬焊過程:表面清洗好的工件以搭接型式裝配在一起,把釬料放在接頭間隙附近或接頭間隙之間。當工件與釬料被加熱到稍高于釬料熔點溫度后,釬料熔化(工件未熔化),并借助毛細管作用被吸入和充滿固態工件間隙之間,液態釬料與工件金屬相互擴散溶解,冷疑后即形成釬焊接頭。
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    (一)釬料的潤濕與鋪展

    釬焊時,只有熔化的液體釬料很好地潤濕母材表面才能填滿釬縫。衡量釬料對母材潤濕能力的大小,可用釬料(液相)與母材(固相)相接觸時的接觸夾角大小來表示。影響釬料潤濕母材的主要因素有:

    1.釬料和母材的成份

    若釬料與母材在固態和液態下均不發生物理化學作用,則他們之間的潤濕作用就很差,如鉛與鐵。若釬料與母材能相互溶解或形成化合物,則認為釬料能較好地潤濕母材,例如銀對銅。

    2.釬焊溫度

    釬焊加熱溫度的升高,由于釬料表面張力下降等原因會改善釬料對母材的潤濕性,但釬焊溫度不能過高,否則會造成釬料流失,晶粒長大等缺陷。

    3.母材表面氧化物

    如果母材金屬表面存在氧化物,液態釬料往往會凝聚成球狀,不與母材發生潤濕,所以,釬焊前必須充分清除氧化物,才能保證良好的潤濕作用。

    4.母材表面粗糙度

    當釬料與母材之間作用較弱時,母材表面粗糙的溝槽起到了特殊的毛細作用,可以改善釬料在母材上的潤濕與鋪展。

    5.釬劑

    釬焊時使用釬劑可以清除釬料和母材表面的氧化物,改善潤濕作用。

     

    (二)釬料的毛細流動

    釬焊時,液體釬料要沿著間隙去填滿釬縫,由于間隙很小,如同毛細管,所以稱之為毛細流動。毛細流動能力的大小,能決定釬料能否填滿釬縫間隙。

    影響液體釬料毛細流動的因素很多,主要有釬料的潤濕能力和接頭間隙大小等,如釬料對母材潤濕性好,接頭有較小的間隙,都可以得到良好的釬料流動與填充性能。

     

    (三)釬料與母材的相互作用

    液態釬料在毛細填隙過程中與母材發生相互物理化學作用,這些相互作用對釬焊接頭的性能影響很大,它們可以分為兩種:

    1.母材向釬料的溶解

    釬焊時一般都發生母材向液體釬料的溶解過程,可使釬料成份合金化,有利于提高接頭強度。但母材的過度溶解會使液體釬料的熔點和粘度升高,流動性變差,往往導致不能填滿釬縫間隙,同時可能使母材表面因過分溶解而出現凹陷等缺陷。

    2.釬料組份向母材擴散

    釬焊時,也出現釬料組份向母材的擴散,擴散以兩種方式進行:一種是釬料組元向整個母材晶粒內部擴散,在母材毗鄰釬縫處的一邊形成固溶體層,對接頭不會產生不良影響。另一種是釬料組元擴散到母材的晶粒邊界,常常使晶界發脆,尤其是在薄件釬焊時比較明顯。

    釬焊的特點
    (1)釬焊工藝的加熱溫度比較低,因此釬焊以后焊件的變形小,容易保證焊件的尺寸精度。同時,對于焊件母材的組織及性能的影響也比較小。
    (2)釬焊工藝可適用于各種金屬材料、異種金屬、金屬與非金屬的連接。
    (3)可以一次完成多個零件或多條釬縫的釬焊,生產率較高。
    (4)可以釬焊極薄或極細的零件,以及粗細、厚薄相差很大的零件。
    (5)釬焊的缺點是:釬焊接頭的耐熱能力比較差、接頭強度比較低、釬焊時表面清理及焊件裝配質量的要求比較高。

    釬焊的應用

    釬焊用于制造精密儀表、電氣零部件、異種金屬構件以及復雜薄板結構,如夾層構件、蜂窩結構等;也常用于釬焊各類異線與硬質合金刀具
    硬釬料(釬料熔點>450℃),如銅基、銀基、鋁基、鎳基等,具有較高的強度,可以連接承受載荷的零件,應用比較廣泛,如硬質合金刀具、自行車車架。
    軟釬料(釬料熔點<450℃),如錫、鉛、鉍等,焊接強度低,主要用于焊接不承受載荷但要求密封性好的焊件,如容器、儀表元件等。釬焊主要在機械、電機、儀表、無線電等制造業中得到廣泛應用。
    常見釬焊缺陷及處理對策
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    缺陷 特征 產生原因 處理措施 預防措施
    釬焊未填滿 接頭間隙部分未填滿 1. 間隙過大或過小;

    2. 裝配時銅管歪斜;

    3. 焊件表面不清潔

    4. 焊件加熱不夠;

    5. 釬料加入不夠

    對未填滿部分重焊

    1. 裝配間隙要合適;

    2. 裝配時銅管不能歪斜;

    3. 焊前清理焊件;

    4. 均勻加熱到足夠溫度;

    釬縫成形不良 釬料只在一面填縫,未完成圓角,釬縫表面粗糙 1. 焊件加熱不均勻;

    2. 保溫時間過長;

    3. 焊件表面不清潔

    補焊 1.均勻加熱焊件接頭區域;

    2.釬焊保溫時間適當;

    3.焊前焊件清理干凈;

    氣孔 釬縫表面或內部有氣孔 1. 焊件清理不干凈;

    2. 釬縫金屬過熱;

    3. 焊件潮濕;

    清除釬縫后重焊 1. 焊前清理焊件;

    2. 降低釬焊溫度;

    3. 縮短保溫時間;

    4. 焊前烘干焊件;

    夾渣 釬縫中有雜質 1. 焊件清理不干凈;

    2. 加熱不均勻;

    3. 間隙不合適;

    4. 釬料雜質量過高;

    清除釬縫后重焊 1. 焊前清理焊件;

    2. 均勻加熱;

    3. 合適的間隙;

    表面侵蝕 釬縫表面有凹坑或燒缺 1. 釬料過多;

    2. 釬縫保溫時間過長;

    機械磨平; 1. 適當釬焊溫度;

    2. 適當保溫時間

    焊堵 銅管或毛細管全部或部分堵塞; 1. 釬料加入太多;

    2. 保溫時間過長;

    3. 套接長度太短;

    4. 間隙過大;

    拆開清除堵塞物后重焊 1. 加入適當釬料;

    2. 適當保溫時間;

    3. 適當的套接長度;

    氧化 焊件表面或內部被氧化成黑色 1. 使用氧化焰加熱;

    2. 未用霧化助焊劑;

    3. 內部未充氮保護或充氮不夠;

    打磨除去氧化物并烘干 1. 使用中性焰加熱;

    2. 使用霧化助焊劑;

    3. 內部充氮保護;

    釬料 釬料流到不需釬料的焊件表面或滴落 1. 釬料加入太多;

    2. 直接加熱釬料;

    3. 加熱方法不正確;

    表面的釬料應打磨掉 1. 加入適量釬料;

    2. 不可直接加熱釬料;

    3. 正確加熱。

    泄漏 工件中出現泄漏現象 1. 加熱不均勻;

    2. 焊縫過熱而使磷被蒸發;

    3. 焊接火焰不正確。造成結碳或被氧化;

    4. 氣孔或夾渣。

    拆開清理后重焊或補焊 1. 均勻加熱,均勻加入釬料;

    2. 選擇正確火焰加熱;

    3. 焊前清理焊件;

    4. 焊前烘干焊件。

    過燒 內、外表面氧化皮過多,并有脫落現象(不靠外力,自然脫落)所焊接頭形狀粗糙,不光滑發黑,嚴重的外套管有裂管現象 1.釬焊溫度過高(過高使用了氧化焰);

    2.釬焊時間過長

    3.已焊好的口又不斷加熱、填料

    用高壓氮氣或干燥空氣對銅管內外吹 1. 控制好加熱時間;

    2. 控制好加熱的溫度


    來源:cailiaokexue.com

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