1。2 铝合金的钎焊
1。2。1、钎焊的原理及工艺简介
钎焊是人类最早掌握运用的生产技术之一,在铁器时代以前,我们的祖先就用钎 焊来焊接金属,距今已有四五千年的历史。然而,钎焊技术的发展却停滞不前,直到 20 世纪 30 年代,在工业的浪潮下,钎焊技术逐渐在机械制造,电子加工等方面
大展全脚。进入 21 世纪以来,人类对钎焊技术的掌握达到了新的高度,钎焊技术开 始成为最广泛运用的材料加工技术之一。
通常所说的钎焊是采用低于母材熔化温度的钎料,在特定的操作温度范围内(比 钎料液相线高且比母材固相线低),在母材之间加入熔化的钎料,从而将母材连接在 一起的焊接技术,钎焊通常指的就是当钎料加热熔化后,对母材焊件接头处的缝隙部 分进行填补[4]。
钎焊的特点是[5]:
1。接头密闭性好,有稳定的形状,尺寸精度高,而且外表面光亮整洁美观,然而 强度不高,耐热能力较差;
2。可连接焊接性能差别较大的异种金属,无论两种金属的成分是否相似;
3。钎焊不会影响母材的物理化学性能,焊接应力和变形较小;
4。生产设备简单,操作容易,投资小,可以推广应用。 钎焊工艺有如下步骤:以下工序因钎焊母材不同要相应变化,要学会灵活运用[6]。 1。 首先要安装和固定好焊件,确保母材的各部分位置保持不变;
2。 要对焊接工件进行表面的处理,主要为除去表面的氧化物质,清除油渍污迹, 有时需要在表面覆盖一层金属物质,以达到提高钎焊性能的目的;
3。 找到钎剂与钎料位置的最佳配置,确保液态钎料以最合理的路线能在排列密 集参差不齐的焊缝中前进,如果钎料没有按制定路线移动,可能会影响焊缝性能,万一钎料走错路线,需要用到阻流剂,来确保液态钎料的流向;
4。 完成钎焊后,要对焊件进行清洗,反复多次,以清除其他残留物和杂质,避 免焊件和焊缝被腐蚀,导致外形和性能的缺陷;
5。 有时为了防止焊缝及焊件被氧化腐蚀,需要将整个工件包括焊缝进行焊后镀 覆,方法有在表面进行喷漆、对焊件进行氧化或钝化处理、镀其他惰性金属保护层等 等。
1。2。2 钎焊的工艺方法
在人类漫长的生产加工技术发展史上,钎焊工艺方法种类变的越来越多,要达到 最佳钎焊效果,必须选择合适的钎焊工艺参数,例如钎焊加热速度、保留焊缝的时间、 焊件的冷却速率等等,
下面介绍几种 按使用的设备和工作原理分类:有激光钎焊、红外钎焊、辉光放电钎焊、电子束论文网
钎焊、等离子钎焊等等[7,14]; 按工作过程来分类:有接触反应钎焊(接头间隙通过母材与钎料反应的液态物质
来填充)、扩散钎焊(增加保温扩散时间,使焊缝与母材充分均匀化,从而获得与母 材性能相同的接头)等等。按操作方式来分类:有火焰钎焊(加热源为混合易燃和助燃气体)、浸沾钎焊(浸 入液有盐浴等其他介质)、真空钎焊(制造真空氛围来钎焊)等等。
钎焊技术发展的今天,很多技术趋于成熟,各种工艺的优缺点也被熟知。有些钎 焊去膜效果好,但因为设备昂贵,工艺复杂,难以推广使用;有些钎焊操作简单,成 本低,但钎焊时间过长,焊件质量较差;
当然,对于大部分钎焊工艺方法而言,由于铝合金的钎焊性比其他金属差。原因 是在合金表面易生成一层致密的氧化膜,这层氧化膜不易发生化学变化,特别是镁的 质量分数在焊件中达到 3%时,氧化生成的三氧化二铝和氧化镁的间隙氧化膜,更加 不易发生化学反应,若不能破坏这层氧化膜,铝合金母材就无法钎焊[28]。所以,在钎 焊时,会用到钎焊熔剂。钎焊熔剂即钎剂可以除去焊件表面的氧化膜,降低焊件与钎 料之间的界面张力,提高母材表面钎料的润湿性能。