波峰焊接基礎(chǔ)技術(shù)理論之三(編輯修改稿)
2024-12-10 02:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 為擴散。移動的速度及數(shù)量與溫度和時間有關(guān) 。 擴散隨釬料、固體金屬的種類及溫度等的不同而各異， 由擴散而形成的中間層，對接合部的物理、化學(xué)性能，特別是機械性能、抗蝕性能有很大的影響 。 軟釬接中，釬料在基體金屬的晶粒中的擴散稱體擴散， 擴散到基體金屬內(nèi)部晶粒中的 Sn可產(chǎn)生不同組分的界面合金層，如圖 6所示。 金屬間化合物 軟釬接是依靠在接合界面上生成合金層而形成連接強度的。這種合金層通常是一種金屬間化合物。這種 以合金的金屬成分按原子量的比例結(jié)合的化合物，叫做金屬間化合物。 當用 Sn/Pb 系釬料焊接銅時，釬料 中的 Sn 向銅中擴散而產(chǎn)生 CuSnCu的結(jié)合，這種結(jié)合與接合有關(guān)。 在普通溫度下生成 Cu3Sn(ε相 )(基體金屬側(cè) )、 Cu6Sn5(η相 )(釬料側(cè) )，而在 300℃以上時則將出現(xiàn) Cu31Sn8(γ相 )以及其它結(jié)構(gòu)不明的合金。 金屬間化合物是一種硬度高而脆性大的合金相。銅與錫的化學(xué)親合力很強，因此，在釬接界面上銅與錫形成的金屬間化合物生長很快，據(jù)有關(guān)資料介紹，純錫在 265℃液態(tài)下與銅生成的金屬間化合物層，一分鐘就能達到 m的厚度。 Fick定律 Fick定律描述了在軟釬料過程中擴散現(xiàn)象發(fā)生的規(guī)律： dm＝－ DS dt ( 4 ) 式中： dm ─ 釬料組分的擴散量； D ─ 擴散系數(shù)； S ─ 擴散面積； ─ 沿擴散方向擴散組分的濃度梯度； dt ─ 擴散時間。 由公式 ( 4 )可知，擴散數(shù)量與濃度梯度、擴散系數(shù)、擴散面積、和擴散時間有關(guān)。公式中的負號表示擴散是由高濃度向低濃度方向進行，當釬料中某些組分的含量比被焊金屬高時，由于存在濃度梯度，就會發(fā)生該組分向被焊金屬中擴散。一般固態(tài)金屬在液相中的擴散系數(shù)約在 105g /cm2 sec數(shù)量級。 所以被焊金屬在液態(tài)釬料中的擴散速度比液態(tài)釬料在固體的被焊金屬中的擴散速度要大的多。 液態(tài)釬料向被焊的固態(tài)金屬中擴散常見的形式為：液態(tài)釬料沿被焊金屬表面 、結(jié)晶內(nèi)部以及晶界等方式進行。對于用錫 鉛釬料釬接銅時多發(fā) 生沿表面和晶內(nèi)的擴散方式，如圖 7所示。 用 Sn/Pb系釬料焊接銅時，錫和銅能形成合金，而鉛不與銅形成合金。因此，只有 Sn以一定速度擴散到基體金屬銅中去，而鉛不進行擴散 (原地不動 )。這種只有 Sn擴散的現(xiàn)象叫選擇擴散，如圖 8所示。 出現(xiàn)選擇擴散時，當靠近銅的 Sn擴散到銅內(nèi)后，距銅較遠的 Sn原子則由于 Pb原子的阻擋減慢了擴散速度。經(jīng)過一定時間后在靠銅的附近會形成富鉛層。出現(xiàn)鉛偏析現(xiàn)象時，往往使接合界面的性質(zhì)發(fā)生種種變化，導(dǎo)致接合強度急劇下降。 3 虛焊現(xiàn)象發(fā)生的條件 虛焊現(xiàn)象 1 的發(fā)生條件 虛焊現(xiàn)象 1的特征是： 既未發(fā)生潤濕又未發(fā)生擴散 ，好似用漿糊粘住似的，這種接頭不能叫釬接，只能叫粘 可焊性差甚至不可焊。 其形因不
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