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钎料分类和性能简介

【摘要】:常用的钎料一般根据熔点分成两类。熔点高于950℃的常称为高温钎料。另一类是软钎料,熔点在450℃以下,应用最广泛的软钎料是锡基钎料,多数软钎料适合的焊接温度为200~400℃,通常把用这类钎料进行的钎焊称为软钎焊。软钎焊接头强度较低,适于受力不大或工作温度较低的焊件,典型的就是电子产业中的应用。

钎料是形成钎焊接头的填充金属,钎焊接头的质量在很大程度上取决于钎料。钎料应该具有合适的熔点、良好的润湿性和填缝能力,能与母材相互扩散,还应具有一定的力学性能和物理、化学性能,以满足接头的使用性能要求。

常用的钎料一般根据熔点分成两类。一类是硬钎料,熔点在450℃以上,有铜基钎料、银钎料、铝基钎料、镍基钎料等,通常把用这类钎料进行的钎焊称为硬钎焊。硬钎焊接头强度较高,适于受力较大或工作温度较高的焊件,如结构件等。熔点高于950℃的常称为高温钎料。另一类是软钎料,熔点在450℃以下,应用最广泛的软钎料是锡基钎料,多数软钎料适合的焊接温度为200~400℃,通常把用这类钎料进行的钎焊称为软钎焊。软钎焊接头强度较低,适于受力不大或工作温度较低的焊件,典型的就是电子产业中的应用。常用的各类钎料的熔化温度见表3-3-2。

钎料通常都是二元或多元合金,一来降低钎料的熔化温度,二来可生成有利的金属间化合物以提高接头强度。理想的钎料是母材合金主元素的共晶型合金。

对于特定的母材金属材料,钎焊接头的质量首先取决于所用的钎料。选择钎料时通常要考虑下列因素。

1)钎料与母材的匹配:所选用的钎料要有适当的熔化温度,对母材有良好的润湿性,与母材的冶金反应最好不会产生脆性的金属间化合物。

表3-3-2 合金钎料的熔化温度范围

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2)采用的焊接方法:不同的钎焊方法对钎料性能要求不同。火焰钎焊需要钎料和母材的熔点差较大,避免母材局部过热熔化;电阻钎焊需要钎料的电阻率较大,以提高加热效率;炉中钎焊需要钎料中易挥发成分较少,避免较长钎焊时间内成分挥发造成接头性能下降;激光钎焊的局限性较小,但钎料熔态时间短,良好的润湿能力和扩散能力有助于提高钎焊质量。

3)对焊接接头的性能要求:不同的产品在不同的服役条件下对焊接接头性能要求不同,譬如电子产业、制冷产业、饰品产业等。通常的性能要求有导电性、导热性、工作温度、力学性能、密封性、抗氧化性、耐蚀性等,要根据使用条件决定其关键性能需求。

4)经济性与其他要求:钎料满足各种性能要求后,还要考虑经济性,尽可能不用或少用稀有金属和贵金属,降低成本。