【正文】 （ 1）去氧化膜 （ 2）表面活性作用，既改善濕潤能力 （ 3）保護母材及釬料在加熱過程中不被進一步氧化 組成 ： 基質(zhì)：決定釬劑熔點，且是釬劑其它組分的溶劑 去膜劑： 活性劑： 各組分作用不是單一的，而是共同起三方面作用的 焊接人 免費下載 要求： （ 1）具備足夠去膜能力 （ 2）熔化溫度及最低活性溫度，稍低于釬料熔化溫度 （ 3）足夠濕潤能力，活性溫度范圍覆蓋整個釬料溫度 活性溫度：釬劑穩(wěn)定有效發(fā)揮去膜能力的溫度 （ 4）良好的熱穩(wěn)定性，不能分解 （ 5）腐蝕性小，易清除 ?軟釬劑（ 450℃ 以下釬焊用的釬劑）較少 ?硬釬劑（大部分） 硼砂、硼酸及其混合物：活性溫度高于 800℃ ，殘渣難清除。 為降低活性溫度，其中加入堿（土）金屬氯化物和氟化物。 焊接人 免費下載 ?鋁合金用釬劑 （由于鋁合金表面氧化膜致密且穩(wěn)定，需用專門釬劑） ①鋁用軟釬劑 （釬焊溫度低）易喪失活性，但殘渣腐蝕性低 ：含大量重金屬（ Zn、 Sn）等的氯化物 ZnCl SnCl2等，這些氯鹽加熱時滲過氧化膜裂縫，破壞其結(jié)合進而發(fā)生反應，析出 Zn、 Sn等，從而提高釬料的濕潤能力。 若加入溶解氧化膜的氟化物，可加快對膜的清除。 焊接人 免費下載 ②鋁用硬釬劑 ：堿（ 177。 ）金屬的氯化物（主成分）， 另可加入一定氟化物（進一步提高活性）及易熔重金屬氯化物（促進去膜及濕潤） ： KF+AlF3 去膜能力強，對鋁合金無腐蝕 ?氣體釬劑：爐中釬焊和火焰釬焊時使用的一種釬劑 優(yōu)點：無殘渣，不需清洗 缺點：有毒性 BF3（爐中釬焊） 含硼有機化合物的蒸氣（火焰焊）：與 O生成 B2O3 焊接人 免費下載 三、釬劑與釬料的匹配 釬劑的選擇不能只從其去膜能力來做選擇。須同時考慮釬料及加熱的特點。 應從以下 三方面統(tǒng)一考慮 （ 1）去膜能力 （ 2）釬劑活性溫度范圍覆蓋整個釬焊溫度 （ 3 ）釬劑與釬料的流動鋪展進程協(xié)調(diào) 具體要求 （ 1）釬料完全熔化 5~10秒后，釬料開始熔化 （ 2）若釬料熔化溫區(qū)大， 須選擇熔化溫度較高的釬劑，同時要求加熱速度快 原因：若釬劑過早熔化，過早起表面活性作用，容易導致釬料中低熔點組分流失。 焊接人 免費下載 第七節(jié) 釬焊工藝及釬接接頭質(zhì)量控制 一、釬焊工藝程序 1）表面處理 2）裝備接頭及固定 3）釬料和釬劑的位置選擇及預置（便于釬料填縫） 4）釬焊（溫度、升溫速度、冷卻速度） 5）釬焊后清洗（清洗腐蝕性釬劑殘留物） 二、釬焊接頭裝配形式與間隙 接頭形式 1）搭接接頭 （基本形式） 通常通過增加搭接面積可保證接頭達到與焊件相匹配的承載能力。 但增加母材消耗，同時毛細作用相對較弱。 焊接人 免費下載 2）對接接頭 3） T型接頭 強度太低，一般不使用 裝配間隙 通過影響釬料的毛細填縫過程、釬劑殘渣及氣體的排出、母材與釬料的互擴散過程以及釬縫合金層受力時塑性流動的機械約束作用而對釬接接頭性能產(chǎn)生影響。 間隙太大： ① 毛細作用減弱，填縫能力降低 ②母材對釬縫中心區(qū)合金化作用減弱，強度下降 ③受力時母材對釬縫合金層支撐作用減弱 間隙太小： ①部分地方相互接觸，釬料填縫困難 ②間隙內(nèi)釬劑和殘渣不易排出，造成氣孔和夾渣 焊接人 免費下載 三、加熱方法 （略） 四、釬焊接頭缺陷成因及控制 氣孔、夾渣、未焊透、裂縫、溶蝕、溶析、母材自裂、晶間滲入 接頭不致密性缺陷 1）根本原因：液態(tài)釬料或釬劑填縫時是不均勻、不整齊地流入間隙，而是以不同速度、不規(guī)則路線流入間隙。產(chǎn)生后果 ①小包圍現(xiàn)象 ?釬劑熔化，不整齊推進，包圍氣體不能排出；該處無去膜作用，填縫不好 形成氣孔。 ?釬料填縫時對熔化釬劑產(chǎn)生小包圍 形成夾渣 釬劑 被包圍氣體 焊接人 免費下載 ②大包圍現(xiàn)象 釬縫外圍和內(nèi)部差異，特別是有氣體釬劑或氣體介質(zhì)時，外圍去膜作用比內(nèi)部更充分，釬料在外圍流動快 大包圍 ?被包圍的氣體和釬劑難以排出，形成大的氣孔和大塊夾渣 ③釬劑加熱分解出氣體，釬劑高蒸汽壓元素蒸發(fā)，液態(tài)釬料中氣體凝固時析出 氣孔 2）措施 ①適當增大釬縫間隙：降低表面不平整度在釬縫間隙中所占比例，使釬料比較均勻填縫， 減小小包圍現(xiàn)象 及由此帶來缺陷 （但間隙太大，填縫性不好） ②采用不等間隙 釬料總是先填滿小間隙，再向大間隙發(fā)展 大氣孔 焊接人 免費下載 小 大 小 大 小 大 加釬料處 加釬料處 加釬料處 不等間隙不能太大，一般 3~6?，否則不能保證精度，同時會產(chǎn)生性能梯度差異 結(jié)果： ①大小包圍傾向降低，減少其空夾渣 ②可能排出液態(tài)時形成的氣孔和夾渣（被包圍的氣孔和夾渣有向大間隙移動的傾向） 焊接人 免費下載 溶析 釬焊時，在釬料流入端留下一剩余的釬料瘤。 一般亞共晶釬料時易發(fā)生。 原因 ： 釬料成分為 a時 ①釬料主成分為 A（與母材主成分一致）。 T1釬焊時，組成為 固相 +液相 ， 液相流走，剩余固相 溶析 ?措施：較高溫度釬焊（ T2以上） ② T2以上溫度釬焊，如升溫速度太慢，先熔化部分填縫流走，剩余部分熔化溫度提高，也可能產(chǎn)生溶析 ?措施：適當提高升溫速度 A B 釬料另一組元 a T1 T2 焊接人 免費下載 溶蝕 釬焊時，在釬料安置處母材向釬料中過度溶解所造成的 溶蝕 溶穿 一般過共晶釬料時可能性較大 AlSi釬料釬焊 Al合金時 ①過共晶釬料時 釬焊時，低熔點部分先流走，余下高熔點部分較多。此時 AlSi和母材 Al濃差大， Al向余下釬料（高 Si）中溶解，形成新的共晶液相，甚至亞共晶，即此時母材 Al向釬料中發(fā)生很大的溶解 — 溶蝕。 ②共晶釬料時 釬料在固定溫度下溶解，而后鋪展填縫，母材來不及向釬料堆積處溶解，溶蝕可能性小。 Al Si 焊接人 免費下載 ③亞共晶釬料時 低熔點組分先流走，但余下較高熔點的釬料組分 Al含量較高，即此時余下釬料與母材濃差減?。? 同時，若母材 Al向余下釬料溶解，其熔點升高 不利于母材 Al向釬料溶解，溶蝕可能性減小。 Al Si 溶蝕預防措施 ①釬料選擇時，不應因母材向釬料溶解而使釬料熔點降低，即一般不使用過共晶釬料。 ②注意工藝配合及釬料量 溫度增加 溶解量增加，溶解速度加快，溶蝕可能性增加。 保溫時間增加 溶解量增加，溶蝕可能性增加。 釬料量增加 溶解量增加，溶蝕可能性增加。 焊接人 免費下載 晶間滲入（略，前面已講） 母材自裂 釬焊過程中，在應力作用下， 被液態(tài)釬料濕潤過 的地方，發(fā)生的一種開裂。 原因：觀點很多， 一種較易接受的觀點： 受力金屬 與 表面活性液態(tài)金屬接觸 時，液態(tài)金屬向固態(tài)金屬顯微裂紋處滲入擴大，造成脆性破壞。 （捶擊、劃痕、冷作硬化的焊件、加熱不均勻件等易產(chǎn)生顯微裂紋） 預防措施： ①退火代替淬火 （去應力） ②冷作 硬化的焊件先退火（去應力） ③降低接頭的剛性，使接頭加熱冷卻時能自由膨脹和收縮 （降低拘束應力） ④降低加熱速度，盡量采用均勻加熱 （降低熱應力） 焊接人 免費下載 第七章 擴散連接 待連接工件緊壓在一起，在真空或保護性氣氛下加熱至母材熔點以下溫度，對其施加壓力，使兩連接面微觀凸凹不平處產(chǎn)生微觀塑性變形達到緊密接觸，再經(jīng)保溫，原子擴散而形成牢固冶金結(jié)合的一種連接方式。 ①溫度和壓力共同作用 ②不發(fā)生宏觀塑性變形，只發(fā)生微觀塑性變形 分兩種方式 ①固相擴散連接：母材不熔化 ②液相擴散連接：靠近界面處母材發(fā)生少量熔化 瞬時 液相擴散連接（加一層很薄的、促進擴散的中間擴散層，中間擴散層與母材有時會形成少量液相合金） 焊接人 免費下載 優(yōu)點和特點 ①連接溫度低（ ~ Tm），排除了熔化、結(jié)晶帶來的缺陷。 ②無宏觀塑性變形，精度高。 ③連接區(qū)域的殘余應力（應變）非常小。 ④可與母材熱處理和成型過程同步進行。 ⑤有可能在再結(jié)晶以下溫度進行，因而經(jīng)過加工后的母材性能幾乎無損失 焊接人 免費下載 固相擴散連接 一、基本過程 三個過程 ①塑性變形使表面接觸 ②擴散、晶界遷移和孔洞消失 ③界面和孔洞消失 塑性變形使表面接觸 加工后表面顯微凸凹不平，且存在氧化膜。 必須在高溫下施加壓力，使顯微凸出部分塑性變形，同時氧化膜破壞，實際緊密接觸面積增加。（可達 40~75%） 之后，接觸面積增加，壓應力減小，塑性變形量減小，而后蠕變進一步增大接觸面積。（ 90~95%） 剩余部分演變?yōu)榭锥础? 焊接人 免費下載 擴散、晶界遷移和大部分孔洞消失 ①界面緊密接觸后，由于晶格畸變、位錯、空位大量堆積于界面處，原子擴散十分迅速，很快形成以金屬鍵連接為主要形式的接頭。 ②擴散是大部分孔洞消失 ③連接界面的晶粒生長可越過界面，同時可發(fā)生再結(jié)晶和晶界遷移 界面和部分殘留孔洞消失 ①長時間保溫，消除界面及晶粒內(nèi)部分殘留孔洞 ②接頭組織和成分均勻化 花費時間長（幾十分鐘至幾十小時），一般進行不充分 上述三個過程交叉或局部重疊進行 焊接人 免費下載 二、連接過程的表面氧化膜行為 所有材料在擴散連接初期均表現(xiàn)氧化膜之間的接觸，氧化膜行為是擴散連接研究重點，擴散連接過程中氧化膜行為分三種類型 鈦鎳型：擴散連接時，氧化膜迅速分解并向母材溶解而去除，在連接初期即可消失。 Ni,Ti，（不太厚的氧化膜對連接過程無影響） 銅鐵型：氧在基體中溶解度較小，連接初期不能立即溶解，氧化物將發(fā)生聚集，在空隙 和界面上形成夾雜物，連接過程進行，氧將緩慢向母材擴散，使夾雜物數(shù)量減少。 鋁型：表面氧化物致密且在基體中不溶。 ① 微區(qū)塑性變形使氧化膜破裂并露出新鮮表面。 ② 高活性金屬（ Mg）將鋁表面氧化膜還原。 ③ 超聲波振動使氧化膜破裂。 焊接人 免費下載 三、影響擴散連接質(zhì)量的因素 表面狀態(tài) ①清潔問題：去除氧化膜，盡量避免采用機械方法，因產(chǎn)生加工硬化層，阻礙微觀塑性變形。 可在真空下對表面離子轟擊，輝光放電處理。 ②粗糙度：低，孔洞少。粗糙 → 孔洞多 連接溫度：通過實驗確定 一般 T≈ 塑性變形能力好；擴散系數(shù)大（好） 母材軟化 母材再結(jié)晶，并可與中間層生成低熔共晶或金屬間化合物 但 溫度提高 焊接人 免費下載 連接壓力 經(jīng)防止引起宏觀塑性變形 保溫時間：不宜過長，防止形成脆性金屬間化合物（異種金屬連接時）和擴散孔洞 焊接人 免費下載