【文章內(nèi)容簡介】 焊和爐中釬焊等。這些方法在釬焊時(shí)一般都采用釬劑，并對加熱溫度和保溫時(shí)間有嚴(yán)格要求?；鹧驸F焊和烙鐵釬焊時(shí)，應(yīng)避免熱源直接加熱釬劑以防釬劑過熱失效。由于鋁能溶于含鋅量高的軟釬料中，因而接頭一旦形成就應(yīng)停止加熱，以免發(fā)生母材溶蝕。在某些情況下，鋁及鋁合金的軟釬焊有時(shí)不采用釬劑，而是借助超聲波或刮擦方法進(jìn)行去膜。利用刮擦去膜進(jìn)行釬焊時(shí)，先將工件加熱到釬焊溫度，然后用釬料棒的端部（或刮擦工具）刮擦工件的釬焊部位，在破除表面氧化膜的同時(shí)，釬料端部熔化并潤濕母材。 鋁及鋁合金的硬釬焊方法主要有火焰釬燭、爐中釬焊、浸沾釬焊、真空釬焊及氣體保護(hù)釬焊等?；鹧驸F焊多用于小型工件和單件生產(chǎn)。為避免使用氧乙炔焰時(shí)因乙炔中的雜質(zhì)同釬劑接觸使釬劑失效，以使用汽油壓縮空氣火焰為宜，并使火焰具有輕微的還原性，以防母材氧化。具體釬焊時(shí)，可預(yù)先將釬劑、釬料放置于被釬焊處，與工件同時(shí)加熱；也可先將工件加熱到釬焊溫度，然后將蘸有釬劑的釬料送到釬焊部位；待釬劑與釬料熔化后，視釬料均勻填縫后，慢慢撤去加熱火焰。 空氣爐中釬焊鋁及鋁合金時(shí)，一般應(yīng)預(yù)置釬料，并將釬劑熔解在蒸餾水中，配成濃度為50%～75%的稠溶液，再涂覆或噴射在釬焊面上，也可將適量的粉末釬劑覆蓋于釬料及釬焊面處，然后將裝配好的焊件放到爐中再進(jìn)行加熱釬焊。為防止母材過熱甚至熔化，必須嚴(yán)格控制加熱溫度。 鋁及鋁合金的浸沾釬焊一般采用膏狀或箔狀釬料。裝配好的工件就在釬焊前進(jìn)行預(yù)熱，使其溫度接近釬焊溫度，然后浸入釬劑中釬焊，釬焊時(shí)，要嚴(yán)格控制釬焊溫度及釬焊時(shí)間。溫度過高，母材易于溶蝕，釬料易于流失；溫度過低，釬料熔化不夠，釬著率降低。釬焊溫度應(yīng)根據(jù)母材的種類和尺寸、釬料的成分和熔點(diǎn)等具體情況而定，一般介于釬料液相線溫度和母材固相線溫度之間。工件在釬劑槽中的浸沾時(shí)間必須保證釬料能充分熔化和流動，擔(dān)時(shí)間不宜過長。否則，釬料中的硅元素可能擴(kuò)散到母材金屬中去，使近縫區(qū)的母材變脆。 鋁及鋁合金的真空釬焊常采用金屬操作活性劑，以使鋁的表面氧化膜變質(zhì)，保證釬料的潤濕和鋪展。鎂可以以顆粒形式直接放在工件上使用，或以蒸氣形式引入到釬焊區(qū)內(nèi)，也可以將鎂作為合金元素加入到鋁硅釬料中。對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件，為了保證鎂蒸氣對母材的充分作用以改善釬焊質(zhì)量，常采取局部屏蔽的工藝措施，即先將工件放入不銹鋼盒（通稱工藝盒）內(nèi)，然后置于真空爐中加熱釬焊。真空釬焊的鋁及鋁合金接頭，表面光潔，釬縫致密，釬焊后不需進(jìn)行清洗；但真空釬焊設(shè)備費(fèi)用高，鎂蒸氣對爐子污染嚴(yán)重，需要經(jīng)常清理維護(hù)。 在中性或惰性氣氛中釬焊鋁及鋁合金時(shí)，可采用鎂活化劑去膜，也可采用釬劑去膜。采用鎂活化劑去膜時(shí)，所需的鎂量遠(yuǎn)比真空釬焊低，一般w(Mg)%～%左右，含鎂量高時(shí)反而使接頭質(zhì)量降低。采用氟化物釬劑配合氮?dú)獗Ｗo(hù)的Nocolok釬焊法是近年來迅速發(fā)展的一種新方法。由于氟化物釬劑的殘?jiān)晃保瑢︿X沒有腐蝕性，因此可省略釬焊后清除釬劑殘?jiān)墓ば颉Ｔ诘獨(dú)獗Ｗo(hù)下，只需涂敷較少數(shù)量的氟化物釬劑，釬料就能很好地潤濕母材，易于獲得高質(zhì)量的釬焊接頭。目前，這種Nocolok釬焊法已用于鋁散熱器等組件的批量生產(chǎn)中。 采用除氟化物釬劑之外的釬劑釬焊的鋁及鋁合金，釬焊后必須徹底清除釬劑殘?jiān)?。鋁用有機(jī)釬劑的殘?jiān)?，可用甲醇、三氯乙烯之類的有機(jī)溶液洗滌，再用氫氧化鈉水溶液中和處理，最后用熱水和冷水洗凈。氯化物是鋁用硬釬劑殘?jiān)那宄砂聪率龇椒ㄟM(jìn)行；先在60～80℃的熱水中浸泡10min，用毛刷仔細(xì)清洗釬縫上的殘?jiān)?，并用冷水清洗；再在體積分?jǐn)?shù)為15%的硝酸水溶液中浸泡30min，最后用冷水沖洗干凈。六、銅及銅合金的釬焊 釬焊材料（1）幾種常用軟釬料用于銅及黃銅軟釬焊的接著強(qiáng)度如表10所示。表10 銅及黃銅軟釬焊接頭的強(qiáng)度 用錫鉛釬料釬焊銅時(shí)，可選松香酒精溶液或活性松香和ZnCl2+Nh4Cl水溶液等無腐蝕性釬劑，后者還可用于黃銅、青銅和鈹青銅的釬焊。釬焊鋁黃銅、鋁青銅和硅黃銅時(shí)，釬劑可為氯化鋅鹽酸溶液。釬焊錳白銅時(shí)，針劑可選磷酸溶液。用鉛基釬料釬焊時(shí)可用氯化鋅水溶液作為釬劑，用鎘基釬料釬焊時(shí)可采用FS205釬劑。（2）硬釬焊用釬料及釬劑 硬釬焊銅時(shí)，可以采用銀基釬料和銅磷釬料。銀基釬料的熔點(diǎn)適中，工藝性好，并具有良好的力學(xué)性能和導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，是應(yīng)用最廣的硬釬料。對于要求導(dǎo)電性能高的工件，應(yīng)選含銀量高的BAg70CuZn釬料。真空釬焊或保護(hù)氣氛爐中釬焊，應(yīng)選用不含揮發(fā)元素的BAg50Cu、BAg60CuSn等釬料。含銀量較低的釬料，價(jià)格便宜，釬焊溫度高，釬焊接頭的韌性較差，主要用于釬焊要求較低的銅及銅合金。銅磷和銅磷銀釬料只能用于銅及其銅合金的硬釬焊，其中BCu93P具有良好的流動性，用于機(jī)電、儀表和制造工業(yè)中不受沖擊載荷零件的釬焊，～，銅磷銀釬料（如BCu70Pag）的韌性和導(dǎo)電性能都比銅磷釬料好，主要用于高導(dǎo)電要求的電氣接頭。幾種常用硬釬料用于銅及黃銅硬釬焊的接頭性能如表11所示。表11 銅及黃銅硬釬焊接頭的性能 七、活性金屬的釬焊 釬焊材料（1）鈦及基合金很少用軟釬料釬焊，硬釬焊所用的釬料主要有銀基、鋁基、鈦基或鈦鋯基3大類。 銀基釬料主要用于工作溫度小于540℃的構(gòu)件。使用純銀釬料的接頭強(qiáng)度低，容易產(chǎn)生裂紋，接頭的抗腐蝕性及抗氧化性較差。AgCu釬料的釬焊溫度比銀低，但潤濕性隨Cu含量的增加而下降。含有少量Li的AgCu釬料，可以改善潤濕性和提高釬料與母材的合金化程度。AgLi釬料具有熔點(diǎn)低、還原性強(qiáng)等特點(diǎn)，適用于保護(hù)氣氛中釬焊鈦及鈦合金，但真空釬焊會因Li的蒸發(fā)而對爐子造成污染。Ag5Al(～)Mn釬料是鈦合金薄壁構(gòu)件的優(yōu)選釬料，釬焊接頭的抗氧化和抗腐蝕性能好。采用銀基釬料釬焊的鈦及鈦合金接頭的抗剪強(qiáng)度如表12所示。表12 鈦及鈦合金的釬焊工藝參數(shù)及接頭強(qiáng)度 鋁基釬料的釬焊溫度低，不會引起鈦合金發(fā)生β相轉(zhuǎn)變，降低了對釬焊類夾具材料和結(jié)構(gòu)的選擇要求。這種釬料與母材的相互作用程度低，溶解和擴(kuò)散也不明顯，但釬料的塑性好，容易將釬料和母材軋制在一起，故非常適宜釬焊鈦合金散熱器、蜂窩結(jié)構(gòu)和層板結(jié)構(gòu)。 鈦基或鈦鋯基釬劑一般都含有Cu、Ni等元素，它們在釬焊時(shí)能快速擴(kuò)散到基體中而與鈦反應(yīng)，造成基體的溶蝕和形成脆性層，因此釬焊時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制釬焊溫度和保溫時(shí)間，盡可能不用于薄壁結(jié)構(gòu)的釬焊。BTi48Zr48Be是典型的鈦鋯釬料。它對鈦有良好的潤濕性，釬焊時(shí)母材無晶粒長大傾向。（2）鋯及基合金釬焊用釬料 鋯及基合金用釬焊主要有BZr50Ag50、BZr76Sn2BZr95Be5等，廣泛地應(yīng)用于核動力反應(yīng)堆的鋯合金管道的釬焊。（3）釬劑和保護(hù)氣氛 鈦、鋯及基合金在真空和惰性氣氛（氦、氬）中可獲得滿意的結(jié)果。氬氣保護(hù)釬焊應(yīng)使用高純氬，露點(diǎn)必須是54℃或更低。火焰釬焊時(shí)必須采用含有金屬Na、K、Li的氟化物和氯化物的特殊釬劑。 釬焊技術(shù) 釬焊前必須徹底清理表面，進(jìn)行脫脂和去除氧化膜。厚氧化膜應(yīng)當(dāng)采用機(jī)械法、噴砂法或熔融鹽浴法去除。薄氧化膜可在含20%～40%硝酸和2%氫氟酸溶液中消除。 Ti、Zr及其合金在釬焊加熱時(shí)不允許接頭表面同空氣接觸，可在真空或惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行釬焊，可以采用高頻感應(yīng)加熱或保護(hù)中加熱等方法。小型對稱零件最好采用感應(yīng)加熱的方法，而對于大型復(fù)雜組件，則采用爐中釬焊比較有利。 用于Ti、Zr及其合金釬焊的加熱元件最好選擇NiCr、W、Mo、Ta等材料，不能使用以祼露石墨為加熱元件的設(shè)備，以免造成碳污染。釬焊夾具應(yīng)選用高溫強(qiáng)度好、熱膨脹系數(shù)與Ti或Zr相近、并與基體金屬反應(yīng)性小的材料。八、難熔金屬的釬焊 釬料 凡溫度低于3000℃的各種釬料均可用于W的釬焊，其中400℃以下使用的構(gòu)件可選用銅基或銀基釬料；在400～900℃之間使用的構(gòu)件通常選用金基、錳基、猛基、鈀基或鉆基釬料；高于1000℃使用的構(gòu)件，多采用純金屬Nb、Ta、Ni、Pt、Pd、Mo等釬料。鉑基釬料釬焊后的構(gòu)件，基工作溫度已經(jīng)達(dá)到2150℃。如果在釬焊后進(jìn)行1080℃的擴(kuò)散處理，則最高工作溫度可達(dá)3038℃。 釬焊W的釬料大多數(shù)都可以用于Mo的釬焊，其中400℃以下工作的Mo構(gòu)件可選用銅基或銀基釬料；400～650℃之間工作的電子器件及非結(jié)構(gòu)件，可以使用CuAg、AuNi、PdNi或CuNi等釬料；更高溫度下工作的構(gòu)件可采用鈦基或其他高熔點(diǎn)的純金屬釬料，應(yīng)注意的是，一般不推薦使用錳基、鈷基和鎳基釬料，以避免在釬縫中形成脆性金屬間化合物。 Ta或Nb構(gòu)件在1000℃以下使用時(shí)，可以選用銅基、錳基、鈷基、鈦基、鎳基、金基及鈀基針劑，其中CuAu、AuNi、PdNi、PtAu_Ni、CuSn釬料對Ta和Nb的潤濕性及釬縫成型好，接頭強(qiáng)度也比較高。由于銀基釬料有使釬焊金屬變脆的傾向，應(yīng)盡可能避免使用。在1000～1300℃之間使用的構(gòu)件，釬料應(yīng)選用與它們形成無限固液體的純金屬Ti、V、Zr或以這些金屬為基的合金。使用溫度更高時(shí)，可選用含Hf的釬料。 W、Mo、Ta、Nb高溫釬焊用釬料見表13。表13 難熔金屬高溫釬焊用釬料 釬焊技術(shù) 釬焊前要求特別仔細(xì)地消除難熔金屬表面的氧化物，可以采用機(jī)械打磨、噴砂、超聲波清洗，也可以進(jìn)行化學(xué)清洗。完成清理工序之后要立即進(jìn)行釬焊。 由于W的固有脆性，在構(gòu)件組裝操作中應(yīng)小心處理W零件以免碰斷。為了防止形成脆性的碳化鎢，應(yīng)避免W與石墨直接接觸。由于焊前加工或焊接而產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力，應(yīng)在焊前予以消除。W在溫度升高時(shí)極易氧化，釬焊時(shí)要求真空度要足夠高，在1000～1400℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行釬焊時(shí)，真空度不能低于8103Pa。為了提高接頭的再熔化溫度和使用溫度可把釬焊過程和焊后的擴(kuò)散處理結(jié)合起來，例如用BNi68Cr20Si10Fel釬料在1180℃下釬焊W，焊后經(jīng)1070℃/4h、1200℃/℃/2h的三次擴(kuò)散處理后，釬焊接頭的使用溫度可達(dá)2200℃以上。 Mo在釬焊接頭裝配時(shí)，應(yīng)考慮熱膨脹系數(shù)小這一特點(diǎn)，～。如果使用夾具，要選擇熱膨脹系數(shù)小的材料?；鹧驸F焊、受控氣氛爐、真空爐、感應(yīng)加熱爐和電阻加熱超過再結(jié)晶溫度或由于釬料元素的擴(kuò)散使再結(jié)晶溫度降低，都會Mo民生再結(jié)晶。因此，釬焊溫度接近再結(jié)盟晶溫度時(shí)，釬焊時(shí)間越短越好。在Mo的再結(jié)晶溫度以上釬焊時(shí)，一定要控制釬