【正文】 ①毛細(xì)填縫能力取決于 液態(tài)釬料 對(duì)母材的濕潤(rùn)性 ② 釬縫間隙小，填縫性能好。 焊接人 免費(fèi)下載 二、影響釬料濕潤(rùn)性和填縫性因素 釬料成分與母材的相互關(guān)系 液態(tài)釬料與母材有一定互溶度，則濕潤(rùn)性較好 液態(tài)釬料中加入與母材形成共同相的合金元素，改善濕潤(rùn)性。 若溫度太高， ①濕潤(rùn)性太強(qiáng)，釬料流失 ②母材晶粒長(zhǎng)大，溶蝕 通常選擇：釬焊溫度高于釬料液相線溫度 25~60?C 表面氧化物 氧化物表面張力低，導(dǎo)致釬料對(duì)母材濕潤(rùn)性差 焊接人 免費(fèi)下載 母材表面狀態(tài) 表面粗糙，溝槽起毛細(xì)管作用，促進(jìn)釬料鋪展，改善濕潤(rùn)性 表面活性物質(zhì) 表面活性物質(zhì)：使溶液表面張力顯著減小，促使溶液表面自由能降低的物質(zhì)。 環(huán)境氣氛的影響 （ 1）保護(hù)性氣氛：保護(hù)母材不被氧化，有利于濕潤(rùn) （ 2）還原性氣氛：還原氧化膜，有利于濕潤(rùn) （ 3）真空釬焊：氧化膜揮發(fā)、破碎、溶解而去除，有利于濕潤(rùn) 焊接人 免費(fèi)下載 三、釬料濕潤(rùn)性、填縫性評(píng)價(jià) 測(cè)定濕潤(rùn)角 一定體積釬料、一定溫度下保持一定時(shí)間，冷卻后測(cè)定濕潤(rùn)角 測(cè)定鋪展面積 一定體積釬料、一定溫度下保持一定時(shí)間，冷卻后測(cè)定鋪展面積 測(cè)定填縫長(zhǎng)度 L 一定體積釬料、一定溫度下保持一定時(shí)間，冷卻后測(cè)定釬料流動(dòng)距離 釬料 焊接人 免費(fèi)下載 第三節(jié) 金屬表面氧化膜去除機(jī)制及釬劑作用 金屬表面覆蓋氧化膜，須去除，以利于濕潤(rùn) 可采用氣體介質(zhì)、機(jī)械方法等去除 主要采用釬劑去膜 一、釬劑去膜機(jī)制（尚待深入研究） 硼砂為主的釬劑 （溶解去膜機(jī)制） 硼砂在 741176。 硼砂、硼酸和硼酸酐都具有去除金屬表面氧化膜的能力，如在釬焊銅合金時(shí)，會(huì)有如下反應(yīng)： CuO+B2O3=Cu(BO2)2 反應(yīng)產(chǎn)物會(huì)溶于過量的熔融的硼酐中。 焊接人 免費(fèi)下載 其它金屬氧化物，如黃銅表面的氧化鋅 ZnO、鐵合金表面的 Fe2O3等也會(huì)以類似的方式生成 Zn(BO2)2和 Fe2O3 氯化物為主的釬劑 （鋁釬焊時(shí)去除鋁表面氧化膜） （ 1）熔融釬劑對(duì)鋁進(jìn)行電化學(xué)腐蝕使氧化膜脫落 （ 2）使氧化膜機(jī)械脫落 全氟化物釬劑去鋁表面氧化膜 溶解去除 焊接人 免費(fèi)下載 不用釬劑的去膜 （ 1）釬料中中揮發(fā)組元加熱時(shí)與表面氧化膜反應(yīng)，將其還原破壞 （ 2）釬料通過表面氧化膜的破隙滲入膜下，再由它與母材的互溶與濕潤(rùn)及釬劑的流動(dòng)來推開氧化膜 （ 3）真空下氧化膜揮發(fā)去除 注：不同釬料及釬焊對(duì)象，去膜機(jī)制不同，尚待深入研究 通常不是一種單純機(jī)制，而是一個(gè)綜合過程 焊接人 免費(fèi)下載 二、釬劑的作用 使用釬劑后，在母材和熔融釬料表面覆蓋一層熔融釬劑，界面張力組成發(fā)生變化 ?LF ?LS ?SF ? cos?=(?SF ?LS)/ ?LF 去除氧化膜，使 ?SF增加 使液態(tài)釬料界面 ?LF下降 提高濕潤(rùn)性 液態(tài)釬料覆蓋在焊區(qū)表面，可防止空氣進(jìn)一步氧化 焊接人 免費(fèi)下載 第四節(jié) 液態(tài)釬料與固體母材的相互作用 兩種作用形式 （ 1）母材向液態(tài)釬料中的溶解 （ 1）釬料向母材中的擴(kuò)散 一、固態(tài)母材向液態(tài)釬料中的溶解 三種情況 １、固（母材 B）－液（釬料 F）相互溶解度極小 此時(shí)釬縫由純釬料（ F）組成 ２、 B在液態(tài) F中溶解度很大 （１）釬焊加熱時(shí)間短，亞共晶釬縫 （２）釬焊加熱時(shí)間長(zhǎng)，過共晶釬縫 F B TB e LB 焊接人 免費(fèi)下載 F與 B作用生成化合物 B與熔融 F界面反應(yīng)生成一層化合物，阻礙相互作用 同時(shí)化合物性脆，導(dǎo)電導(dǎo)熱率低，對(duì)釬焊接頭不利 二、釬料組分向母材擴(kuò)散 １、釬料組分?jǐn)U散入母材的組分濃度在溶解度范圍內(nèi)－－固溶體－－有利于強(qiáng)度 ２、擴(kuò)散區(qū)可能產(chǎn)生相變，導(dǎo)致組織產(chǎn)生相應(yīng)變化 ３、釬料或其組分向母材晶間滲入 晶界擴(kuò)散速率大，在晶界上形成釬料與母材的共晶體，其熔點(diǎn)低于釬焊溫度，在晶界上形成液體層－－晶間滲入 使接頭強(qiáng)度、塑性下降。 焊接人 免費(fèi)下載 第五節(jié) 釬縫的金相組織 釬焊接頭組成：擴(kuò)散區(qū)、界面區(qū)、中心區(qū) 擴(kuò)散區(qū)：釬料組分向母材擴(kuò)散形成 中心區(qū)：母材向釬料溶解、冷卻而形成 界面區(qū)：母材溶解、釬料組分的擴(kuò)散及結(jié)晶偏析形成 一、固溶體釬縫組織 （１） F與 B基體相同，且是單相合金－－交互結(jié)晶 （２） F與 B基體相同， F是單相固溶體合金或純金屬，但釬料是雙相或多相，其中一相與母材同基－－局部交互結(jié)晶 （３） F與 B能形成固溶體，釬焊后界面可能形成固溶體－－對(duì)接頭性能有利 焊接人 免費(fèi)下載 二、共晶體釬縫組織 １、 F本身含大量共晶體組織 AgCu、 AlSi等 ２、 B與 F發(fā)生接觸反應(yīng)生成共晶體－－接觸反應(yīng)釬焊 純 Ag接觸反應(yīng)釬焊 Cu 三、金屬間化合物釬縫組織 釬料某組元可能與母材生成金屬間化合物－－釬縫中可能出現(xiàn)金屬間化合物 （１） A向 B中溶解 ,界面濃度到達(dá) C 點(diǎn)時(shí)，冷凝時(shí)先在界面析出金屬間 化合物 ?。 為降低活性溫度，其中加入堿（土）金屬氯化物和氟化物。 若加入溶解氧化膜的氟化物，可加快對(duì)膜的清除。 ）金屬的氯化物（主成分）， 另可加入一定氟化物（進(jìn)一步提高活性）及易熔重金屬氯化物（促進(jìn)去膜及濕潤(rùn)） ： KF+AlF3 去膜能力強(qiáng)，對(duì)鋁合金無腐蝕 ?氣體釬劑：爐中釬焊和火焰釬焊時(shí)使用的一種釬劑 優(yōu)點(diǎn)：無殘?jiān)?，不需清? 缺點(diǎn)：有毒性 BF3（爐中釬焊） 含硼有機(jī)化合物的蒸氣（火焰焊）：與 O生成 B2O3 焊接人 免費(fèi)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。 應(yīng)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(gè)釬焊溫度 （ 3 ）釬劑與釬料的流動(dòng)鋪展進(jìn)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(shí)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(dǎo)致釬料中低熔點(diǎn)組分流失。 但增加母材消耗，同時(shí)毛細(xì)作用相對(duì)較弱。 間隙太大： ① 毛細(xì)作用減弱，填縫能力降低 ②母材對(duì)釬縫中心區(qū)合金化作用減弱，強(qiáng)度下降 ③受力時(shí)母材對(duì)釬縫合金層支撐作用減弱 間隙太?。?①部分地方相互接觸，釬料填縫困難 ②間隙內(nèi)釬劑和殘?jiān)灰着懦?，造成氣孔和夾渣 焊接人 免費(fèi)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(shí)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。 ?釬料填縫時(shí)對(duì)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(fèi)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(shí)，外圍去膜作用比內(nèi)部更充分，釬料在外圍流動(dòng)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(shí)析出 氣孔 2）措施 ①適當(dāng)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(fèi)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(shí)會(huì)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(shí)形成的氣孔和夾渣（被包圍的氣孔和夾渣有向大間隙移動(dòng)的傾向） 焊接人 免費(fèi)下載 溶析 釬焊時(shí)，在釬料流入端留下一剩余的釬料瘤。 原因 ： 釬料成分為 a時(shí) ①釬料主成分為 A（與母材主成分一致）。此時(shí) 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(shí)母材 Al向釬料中發(fā)生很大的溶解 — 溶蝕。 Al Si 焊接人 免費(fèi)下載 ③亞共晶釬料時(shí) 低熔點(diǎn)組分先流走，但余下較高熔點(diǎn)的釬料組分 Al含量較高，即此時(shí)余下釬料與母材濃差減??； 同時(shí)，若母材 Al向余下釬料溶解，其熔點(diǎn)升高 不利于母材 Al向釬料溶解，溶蝕可能性減小。 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。 釬料量增加 溶解量增加，溶蝕可能性增加。 原因：觀點(diǎn)很多， 一種較易接受的觀點(diǎn)： 受力金屬 與 表面活性液態(tài)金屬接觸 時(shí)，液態(tài)金屬向固態(tài)金屬顯微裂紋處滲入擴(kuò)大，造成脆性破壞。 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(kuò)散連接：母材不熔化 ②液相擴(kuò)散連接：靠近界面處母材發(fā)生少量熔化 瞬時(shí) 液相擴(kuò)散連接（加一層很薄的、促進(jìn)擴(kuò)散的中間擴(kuò)散層，中間擴(kuò)散層與母材有時(shí)會(huì)形成少量液相合金） 焊接人 免費(fèi)下載 優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn) ①連接溫度低（ ~ Tm），排除了熔化、結(jié)晶帶來的缺陷。 ③連接區(qū)域的殘余應(yīng)力（應(yīng)變）非常小。 ⑤有可能在再結(jié)晶以下溫度進(jìn)行，因而經(jīng)過加工后的母材性能幾乎無損失 焊接人 免費(fèi)下載 固相擴(kuò)散連接 一、基本過程 三個(gè)過程 ①塑性變形使表面接觸 ②擴(kuò)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。（可達(dá) 40~75%） 之后，接觸面積增加，壓應(yīng)力減小，塑性變形量減小，而后蠕變進(jìn)一步增大接觸面積。 焊接人 免費(fèi)下載 擴(kuò)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(cuò)、空位大量堆積于界面處，原子擴(kuò)散十分迅速，很快形成以金屬鍵連接為主要形式的接頭。 Ni,Ti，（不太厚的氧化膜對(duì)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(jìn)行，氧將緩慢向母材擴(kuò)散，使夾雜物數(shù)量減少。 ① 微區(qū)塑性變形使氧化膜破裂并露出新鮮表面。 ③ 超聲波振動(dòng)使氧化膜破裂。 可在真空下對(duì)表面離子轟擊，輝光放電處理。粗糙 → 孔洞多 連接溫度：通過實(shí)驗(yàn)確定 一般 T≈ 塑性變形能力好；擴(kuò)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(fèi)下載 連接壓力 經(jīng)防止引起宏觀塑性變形 保溫時(shí)間：不宜過長(zhǎng)，防止形成脆性金屬間化合物（異種金屬連接時(shí)）和擴(kuò)散孔洞 焊接人 免費(fèi)下載