(1) 润湿性
液态熔融钎料侵蚀附着的能力,反应了钎料和母材接触是否良好的特性。当一滴 熔融钎料滴在母材上时,如果两者之间没有发生互溶、浸润等化学反应,钎料液体将 在母材表面来回滚动,如同滴在荷叶上的水珠一样,如果发生这样的现象说明焊件金 属表面润湿性较差或不发生润湿(如图 1-1)。图中θ角称为润湿角,当三力平衡是有
图 1-1。液体在固体表面的润湿(θ为润湿角)
钎焊时,润湿角一般控制在小于 20º。表 1-2 为润湿角和润湿性能的对应关系。
表 1-2。润湿角和润湿性能的对应关系
润湿角θ(º) 相对润湿性
0<θ<10 完美
10<θ<20 杰出
20<θ<30 非常好
30<θ<40 良好
40<θ<55 尚可
55<θ<70 较差
θ越小,则润湿性越好。 (2) 毛细作用
钎焊时,液态熔融钎料依靠毛细作用在钎缝之间流动铺展。通过毛细作用和润湿 性是钎料充分填满缝隙。此外,钎焊时,接头必需要留有较小的缝隙,缝隙越小,钎 缝的毛细作用就越强,效果就越好。但是,这并不意味着缝隙越小越好,因为钎焊时 需要对焊件加热,温度的升高容易导致热膨胀,缝隙会因为热膨胀变得更小或者直接 消失,这时,缝隙间的气体来不及排出,严重影响了接头的钎焊强度。论文网
(3) 钎料和母材的相互作用 钎料和母材的相互作用[8]跟相位有很大的关系。钎料(F)和母材(B)的关系通常
有四种类型(图 1-2):a)F、B 之间的固液相相容性较小;b)F、B 固溶度较大;c)
F、B 同组分化合物;d)F、B 不同组分化合物。当钎焊温度为 TB 温度时,无论何种
情况,都是母材向钎料方向溶解,钎料沿虚线向右移动融入母材,最后停在 LA、LB、 LC、LD 组成点。
①F、B 之间的固液相相容性较小,焊缝纯粹由钎料组成。这时如果用银或铜钎 焊烙铁,铁的溶解度较小,钎缝由银或铜组成。
②F、B 固溶度较大,母材以较快的速率到达 LB 时,母材和熔融钎料溶解度很大, 钎缝结构和加热时间有关,如果时间较短,处在 F-e 之间,凝固后的组织是亚共晶云朵 状结构;如果加热时间较长,介乎于 e-LB 之间,凝固后组织为一排峰峦状的过共晶 结构。
图 1-2。钎料与母材的基本相关系 F-钎料 B-母材 TB-钎焊温度如果加热时间过长,焊缝组成沿 La→Sb 移动,那么母材已经溶解完成。钎料逐渐 向母材的晶间渗透,晶粒间充满着共晶组织,加热时间越长,共晶组织渗透的范围越 大,共晶逐渐清晰,晶粒由 Sb 固溶体组成,母材的硬度要大得多。
③F、B 同组分化合物,钎料和母材表面生成一层化合物,然而这种化合物的熔 点要高于钎焊温度,且化合物结构相当稳定,一旦形成不易快速扩散,不利于接头的 形成。
④F、B 不同组分化合物,形成异分化合物 d:1+B'=d'。在钎焊温度下,d'不可能 是平衡状态,也就是说同时会存在 l,d'和 B'多相,或许还会有钎料存在,尤其是 d' 相,在钎焊极短的反应时间内,晶界呈笋状生长。渗入钎料间隙,这类组织和层状化 合物结构有差别,对焊接接头有一定程度的提高。般情况下会和母材构成亚共晶焊缝 组织、晶间渗透的组织或(和)有化合物形成的焊缝组织。