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图1.1 铝钎焊时的电化学去膜过程示意图
1.4 各种钎剂的比较
下表1.1对目前研究的钎剂进行了对比。对于各种钎剂的去膜机理目前尚无统一的说法，对氯化物的去膜机理经过了一个不断认识的过程，氟化物钎剂也有不同的理论，所以去膜理论因钎剂成分而异；前3种钎剂的表面润湿都依靠重金属Zn 、Cd或Sn盐与铝反应后析出重金属，并沉积在母材表面，而氟化物钎剂是利用处于络离子和阴离子中的Si在母材表面析出增加界面活性，它们的共同之处都是与母材发生了氧化还原反应，并析出液态单质。最近V.H.Lopez和和A. R. Kennedy报道了利用靠近共晶成分的混合物，在900℃下不到60s就使得Al在表面有效润湿，这种在高温下的有效润湿性能是很多高温材料接合技术的重要性能；腐蚀性方面氟化物钎剂显示出明显的优势，这也是这种钎剂得到大力推广的原因；钎剂的活性除了有机软钎剂稍低，其他都有较好的活性；氯化物钎剂和氟化物钎剂使用温度相对较高，特别是氟化物钎剂由于温度的限制， 大部分铝合金不能使用[1]。
表1.1 几种常用钎剂的成分和性能比
软钎剂 硬钎剂
有机软钎剂 反应软钎剂 氯化物钎剂 氟化物钎剂
主要成分 三乙醇胺 Zn、Sn氯化物 KCl、NaCl等混盐 K3AlF6-KAlF4
去膜成分 NH4BF4 Zn、Sn氯化物 去膜观点较多 离子交换作用
表面润湿 重金属析出 重金属析出 重金属析出 Si
腐蚀性 较小 很强 强 无
针剂活性 较差 较强 强 强
使用温度 180-2750C 270-4500C 420-6200C ＞5700C
1.5 铝钎焊
铝及铝合金具有良好的耐腐性、较高的比强度及一定的导电性和导热性，所以在工业部门得到了广泛的应用。因此，掌握铝及铝合金的性能，各种焊接方法的特点、焊接材料的选择原则、焊接设备性能、焊接接头质量检验方法、缺陷的形成及预防措施等是十分必要的。铝还具有热容量和熔化潜热高，耐腐蚀性好以及低温下能保持良好的机械性能等特点。根据铝合金化学成分和制造工艺，可分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。变形铝合金又可分为热处理强化型和非热处理强化型铝合金。
铝合金和不锈钢在航天、航空、船舶等国防工业领域中广泛应用，航天、航空飞行器已大量应用不锈钢和铝合金导管作为燃料输送管道，但铝合金与不锈钢导管由于需要满足特殊结构性能要求，存在着众多的铝合金和不锈钢导管的连接部件。目前铝合金与不锈钢之间的连接还是依靠机械连接(如螺接)方式，存在着强度低、结构质量大、胶接产生多余物等缺点。采用常规熔焊方法则存在:(1)冶金不相容性，界面形成脆性化合物相；(2)由于热物理性能不匹配产生残余应力；(3)力学性能差异巨大导致连接界面力学失配，产生严重的应力奇异行为。上述问题的存在，使得异种材料连接困难，还影响到接头组织、性能和力学行为，甚至严重影响结构的完整性和可靠性。而钎焊具有母材不熔化、钎料能够改善因热物理和力学性能差异而产生的应力问题等特点，因而在异种材料连接中广泛应用[2]。
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