第10章：常用金属钎焊(2h)

第10章常用金属的钎焊第10章常用金属的钎焊钎焊性定义：材料对钎焊加工的适应性。指材料在一定的钎焊条件下获得优质接头的难易程度。对某种材料而言，若采用的钎焊工艺越简单，钎焊接头的质量越好，则该种材料的钎焊性越好；反之，如果采用复杂的钎焊工艺也难获得优质接头，那么该种材料的钎焊性就差。

影响材料钎焊性的首要因素就是材料本身的性质。例如Cu和Fe的表面氧化物稳定性低而易去除，因而Cu和Fe的钎焊性好；Al的表面氧化物非常致密稳定而难于去除，因而铝的钎焊性差。

材料的钎焊性不但决定于材料本身，而且与钎料、钎剂和钎焊方法有关，

第10章常用金属的钎焊1.碳钢和低合金钢的钎焊碳钢和低合金钢在现代工业中的应用范围很广泛。这类材料很早以前就可以被金、银和铜合金钎焊，1.1碳钢和低合金钢的钎焊性低碳钢（含碳量低于０.１％）和低合金钢（总的合金含量低于５％）可以被加工成各种形状，也可以是铸件和锻件。碳钢和低合金钢的钎焊性很大程度上取决于材料表面上所形成氧化物的种类。随着温度的升高，在碳钢的表面上会形成Y-Fe2O3、a-Fe2O3、Fe3O4和FeO四种类型的氧化物。这些氧化物除了Fe3O4之外都是多孔和不稳定的，它们都容易被钎剂所去除，也容易被还原性气体所还原，因而碳钢具有很好的钎焊性。

第10章常用金属的钎焊

对低合金钢而言，如果所含的合金元素相当低，则材料表面上所存在的氧化物基本上是铁的氧化物，这时的低合金钢具有与碳钢一样的钎焊性。如果所含的合金元素增多，特别是象A1和Cr这样易形成稳定氧化物的元素的增多，会使低合金钢的钎焊性变差，这时应选用活性较大的钎剂或露点较低的保护气体进行钎焊。

第10章常用金属的钎焊1.2

钎焊材料1.2.1碳钢和低合金钢软钎焊用钎料。

软钎焊中应用最广的钎料是锡铅钎料，这种钎料对钢的润湿性随含锡量的增加而提高，因而对密封接头宜采用含锡量高的钎料。锡铅钎料中的锡与钢在界面上可能形成Fe-Sn金属间化合物层，为避免该层化合物的形成，应适当控制钎焊温度和保温时间。几种典型的锡铅钎料钎焊的碳钢接头的抗剪强度如表所示，其中以w(Sn)为50％的钎料钎焊的接头强度最高，不含锑的钎料所焊的接头强度比含锑的高。

第10章常用金属的钎焊1.2.2碳钢和低合金钢的硬钎焊

主要采用纯铜、铜锌和银铜锌钎料。纯铜熔点高，钎焊时易使母材氧化，主要用于气体保护钎焊和真空钎焊。但应注意的是钎焊接头间隙宜小于0．05mm，以免产生因铜的流动性好而使接头间隙不能填满的问题。用纯铜钎焊的碳钢和低合金钢接头具有较高的强度。铜锌钎料因Zn的加入而使钎料熔点降低。为防止钎焊时Zn的蒸发，一方面可在铜锌钎料中加入少量的Si，另一方面必须采用快速加热的方法，如火焰钎焊、感应钎焊和浸沾钎焊等。采用铜锌钎料钎焊的碳钢和低合金钢接头都具有较好的强度和塑性。例如用B—Cu62Zn钎料钎焊的碳钢接头抗拉强度达420MPa，抗剪强度达290MPa。第10章常用金属的钎焊银铜锌钎料的熔点比铜锌钎料的熔点还低，便于钎焊的操作。这种钎料适用于碳钢和低合金钢的火焰钎焊、感应钎焊和炉中钎焊，但在炉中钎焊时应尽量降低Zn的含量，同时应提高加热速度。采用银铜针钎料焊碳钢和低合金钢，可获得强度和塑性均较好的接头。

所有的银基钎料都可用于钎焊碳钢和低合金钢。含镍的银基钎料具有更好的湿润性，优先用于钎焊某种接头强度必须保证使用要求的低合金钢。

钎焊接头提出特殊的要求时，也可以使用镍基钎料连接碳钢和低合金钢。

最终钎料的选择取决于产品的最终用途、性能和经济等方面的因素。第10章常用金属的钎焊1.2.3.钎剂

钎焊碳钢和低合金钢时均需使用钎剂或保护气体。钎剂常按所选的钎料和钎焊方法而定。当采用锡铅钎料时，可选用氯化锌与氯化铵的混合液作钎剂或其他专用钎利。这种钎剂的残渣—般都具有很强的腐蚀性，钎焊后应对接头进行严格清洗。

采用铜锌钎料进行硬钎焊时，应选用FB301或FB302钎剂(参见JB／T6045—92硬钎焊用钎剂)，即硼砂或硼砂与硼酸的混合物：在火焰钎焊中，还可采用硼酸甲酯与甲酸的混合液作钎剂，其中起去膜作用的是B2O3蒸汽。

当采用银铜锌钎料时，可选择FBl02、FBl03和FBl04钎剂，即硼砂、硼酸和某些氟化物的混合物。这种钎剂的残渣具有一定的腐蚀性，钎焊后应清除干净。

第10章常用金属的钎焊在有些应用中钎剂和控制气氛可以同时使用。钎剂能够被制成膏状或粉末，或与钎料组合在一起使用。在送进操作中，手工送进的钎料可以像焊条一样用适当的钎剂涂层进行加工。在炉中钎焊和感应钎焊中，钎料被预置在接头或靠近接头的地方。必须控制最高的温度以及在此温度下的时间，以保证钎料合适的熔化并流到接头缝隙中。第10章常用金属的钎焊1.３接头设计钎焊接头应该紧配合，设计要合理。对于大多数钎料，接头间隙０.０５～０.１３ｍｍ可以得到最好的力学特性。估算将要被连接部件的热膨胀系数。紧装配的接头需采用具有相对窄熔点范围的钎料，相反，具有宽熔点范围的钎料在应用于松的配合间隙,钎料不易流失。

可以通过控制保护气体的露点、加热温度、保温时间、和加热速度等，来控制ＢＣｕ、ＢＮｉ和ＢＡｇ钎料的流动性。钎焊组件最好被设计成自锁紧的，即有自定位和自支撑的能力，不需使用外来的夹具。这种技术能增大接触面、卷边、滚花、压凸和点焊，能够保证合适的位置。第10章常用金属的钎焊1.4工艺和设备Ⅰ.表面准备（预清洗）在钎焊之前要对部件进行彻底清洗。把有机和无机的污染物从将要钎焊的位置上或接头处清洗掉，可以结合起来采用机械、化学、电化学三种清洗方法。钎剂对于表面污染物的清理能力是有限的，必须进行预清洗。查看被焊工件清洁程度的方法：①溶剂擦拭试验，根据污染的程度确定增加清洗的必要性；②水膜破裂试验，水将在没有有机物污染的表面形成一个连续的薄膜，如果有有机的残留物会形成水珠。清理后的表面不宜过于粗糙，不得粘附金属屑粒或其他污物。

第10章常用金属的钎焊Ⅱ.工艺要点

大多数加热方法都可来钎焊碳钢和低合金钢，最常用的加热工艺是火焰加热、炉中加热和感应加热。在钎焊过程中工件不要过热以防止母材、钎料或钎剂产生不良的冶金产物，钎料中如含有可蒸发元素，例如锌和镉，更要特别注意钎焊温度下不能停留太长时间。

火焰钎焊时，宜用中性或稍带还原性的火焰，从工件表面将钎料送到预涂钎剂的接口上。也可以使用预涂钎剂的钎料。操作时应尽量避免火焰直接加热钎料和钎剂。

感应钎焊和浸沾钎焊等快速加热方法非常适合于调质钢的钎焊，同时宜选择淬火或低于回火的温度进行钎焊，以防母材发生软化。第10章常用金属的钎焊保护气氛中钎焊低合金高强钢时，不但要求气体的纯度高，而且必须配用气体钎剂才能保证钎料在母材表面上的润湿和铺展。在连续钎焊炉生产应用中，钎料通常是先预置在接头上或靠近接头的位置上，

用于钎焊的感应加热器通过选择设计的线圈和感应加热回路中的电流频率，控制钎焊最高温度。在钎焊某些可淬硬的低合金钢时，应该选用低熔点的ＢＡｇ钎料。这种钢能够在低于它们的相变温度之下钎焊，然而可能将发生一些局部的退火。当需要后热处理时，可选用更高熔点的钎料，以排除可能发生的钎料再熔化。

第10章常用金属的钎焊1.5钎焊后的处理钎剂的残渣可以采取化学或机械的方法来清除。如果母材允许的话，将仍然热的钎焊件投在水中急冷，充分利用热冲击加速钎剂残留物的清除。有机钎剂的残渣可用汽油、酒精、丙酮等有机溶剂擦拭或清洗：氯化锌和氯化铵等强腐蚀性钎剂的残渣，应先在NaOH水溶液中中和，然后再用热水和冷水清洗；硼酸和硼酸盐钎剂的残渣不易清除，只能用机械方法或在沸水中长时间浸煮解决。在炉中钎焊只采用保护气氛而不使用钎剂时，如果接头露出光泽和清洁，就不存在焊后清理问题。第10章常用金属的钎焊1.６焊后检验

许多钎焊接头的检验仅限于目测，低倍检查用于观察表面气孔、夹杂，钎料的润湿和流动性。还有一些钎焊接头的非破坏性试验第10章常用金属的钎焊

1.7应用和实例碳钢和低合金钢钎焊应用广泛：汽车、自行车和摩托车部件；门窗框、输送管、罐、各种类型的容器；钢制家具；切割工具和手工工具以及各种形式的钢组件。真空钎焊低碳钢零件实例：第10章常用金属的钎焊２.不锈钢的钎焊2.1不锈钢的钎焊性

不锈钢分类：奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、沉淀硬化不锈钢。①奥氏体不锈钢这类钢都是铁、铬和镍（或锰）的合金。加入镍和锰可以使钢在室温是奥氏体，非磁性和不能淬硬。钢强度不很高，但具有很高的耐热性和耐腐蚀性。典型的牌号有１Ｃｒ１８Ｎｉ９、１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ②铁素体不锈钢这类钢基本上是铁、铬低碳合金。在其中加入了足够量的铬，使钢中低温相铁素体稳定在一个较宽的温度范围内。典型的牌号有０Ｃｒ１３、Ｃｒ１７等，其中Ｃｒ１７应用广泛。第10章常用金属的钎焊③马氏体不锈钢这是一些铁、碳、铬的合金。典型的牌号有２Ｃｒ、１Ｃｒ１３。马氏体不锈钢与铁素体不锈钢很接近，但它们能够进行热处理强化，经淬火及回火后具有良好的强度、塑性、韧性、耐蚀性等综合性能。④沉淀硬化不锈钢这类钢应用于具有高强度、耐热和耐腐蚀性能的场合。加入了铝、钛、铜和钼等合金元素，可通过特殊的热处理而使这些合金沉淀硬化。添加合金元素制成的这类不锈钢基本上都是铬镍奥氏体不锈钢。然而，这类合金并不完全都是奥氏体组织，有时还会形成一些马氏体组织。

不锈钢的钎焊特点

（１）表面氧化膜复杂，严重影响钎料的润湿和铺展不锈钢除含铁外，还有铬、镍、锰、钛、钼、钨、钒等元素，所以在它们表面上能形成多种氧化物，甚至复合氧化物。其中Ｃｒ２Ｏ３和TiO2是相当稳定的氧化物，难以去除，必须采用活性强的钎剂；在保护气氛中钎焊时，只有在低露点的高纯度保护气，高温下才能将其去除。真空钎焊需要更高的真空度和温度。（２）钎焊温度对母材的组织有严重影响对非热处理强化的不锈钢（eg１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ），选择的钎焊温度不应大于１１５０℃，否则使晶粒严重长大。不含Ti或Nb的奥氏体不锈钢在钎焊加热到４２７～８７６℃范围时，由于碳化物的析出而引起晶间腐蚀，为此应尽量避免在该温度范围内钎焊。

第10章常用金属的钎焊

对于马氏体不锈钢来说，只有经过适当的淬火和回火才能获得优良的性能，所以钎焊温度的选择更为严格。这类钢的钎焊温度，采用2种方式：1.择与其淬火温度相适应，使钎焊过程和淬火加热结合起来；2.选择不高于它们的回火温度。沉淀硬化不锈钢的钎焊与马氏不锈钢的钎焊相似，钎焊这类钢所用钎焊热循环也必须与它们的热处理相匹配。（３）不锈钢钎焊有应力开裂倾向，如用黄铜钎料钎焊奥氏体不锈钢时会发生自裂现象；

用镍基钎料钎焊时，接头间隙大小对接头性能有重要影响

结论：不锈钢的钎焊性较差第10章常用金属的钎焊2.2钎焊材料2.2.１不锈钢软钎焊用钎料不锈钢软钎焊主要采用锡铅焊料，含锡量高为好，其润湿性也好，由于接头强度低，只用于钎焊承载不大的零件。2.2.2不锈钢硬钎焊用钎料银基钎料、铜基钎料、锰基钎料、镍基钎料及贵金属钎料等。１.银基钎料银基钎料是钎焊不锈钢最常用的钎料，银铜锌及银铜锌镉由于钎焊温度不太高，对母材的性能影响不大，因而应用最广。钎料在钎焊温度下容易引起晶界析出碳化物，但由于１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ、１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｎｂ不锈钢含有钛、铌稳定剂，则可避免出现晶间腐蚀。接头工作温度小于300℃。银基钎料钎焊的接头强度见表。第10章常用金属的钎焊含银钎料及钎焊１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ接头的强度／ＭＰａ第10章常用金属的钎焊

钎焊不含镍的不锈钢时，接头在潮湿空气中会发生缝隙腐蚀。应采用含镍较多的钎料，如ＢＡｇ５０ＣｕＺｎＣｄＮｉ。钎焊马氏体不锈钢时，为了保证母材不发生退火软化现象，须在不高于６５０℃的温度下进行钎焊，此时可选用ＢＡｇ４０ＣｕＺｎＣｄ钎料。在保护气氛中钎焊不锈钢时，可以采用含锂的自钎剂钎料，如ＢＡｇ９２Ｃｕ（Ｌｉ）、真空钎焊不锈钢时，要求钎料不含易蒸发的锌、镉等元素。这时可选用含锰、镍、钯等元素的润湿性好的银基钎料。银基钎料常以棒状、丝状、片状及箔状供货选用。第10章常用金属的钎焊

２.铜基钎料铜基钎料主要有纯铜、铜镍及铜锰钴钎料等。纯铜钎料主要用于气体保护下或真空下进行不锈钢钎焊。当真空钎焊时，钎焊时间要短，或充以部分氩气，以防止铜的蒸发。钎焊接头的工作温度不超过４００℃。钎焊的抗氧化性不好用黄铜钎料（如ＢＣｕ６２Ｚｎ）钎焊不锈钢时，容易使不锈钢产生“自裂”现象，建议少用。铜磷钎料与不锈钢能产生脆性界面层，所以不适于不锈钢的钎焊。对于在较高温度下工作的焊件，可以用铜镍及铜锰钴钎料高温铜基钎料。搭接接头的性能见下表。第10章常用金属的钎焊

高温铜基钎料钎焊１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ搭接接头的性能铜镍钎料［如ＢＣｕ６８ＮｉＳｉ（Ｂ）］主要用于火焰钎焊、感应钎焊等方法。炉中钎焊时，由于钎焊温度高（约１２００℃），会使不锈钢晶粒明显长大，用ＢＣｕ６９ＮｉＭｎＣｏＳｉ（Ｂ）钎料不会使不锈钢发生晶粒长大现象。

铜锰钴钎料主要用于保护气氛中钎焊马氏体不锈钢。采用ＢＣｕ５８ＭｎＣｏ钎料钎焊马氏体不锈钢，它的９９６℃的钎焊温度，正好与大多数马氏体不锈钢的淬火温度相适应，用这种钎料钎焊的１Ｃｒ１３不锈钢的抗剪强度见表。第10章常用金属的钎焊上述表明：ＢＣｕ５８ＭｎＣｏ钎料和ＢＡｕ８２Ｎｉ钎料钎焊马氏体不锈钢，两者性能相当。但生产成本大大下降。因此有可能用ＢＣｕ５８ＭｎＣｏ钎料代替ＢＡｕ８２Ｎｉ钎料来钎焊在５３８℃以下工作的重要部件。ＢＣｕ５８ＭｎＣｏ钎料主要用于气体保护炉中钎焊（因含锰量高）。因此，在１０００℃钎焊温度下要求保护气体的露点要低于－５２℃。钎料对于母材的溶蚀小，可用来钎焊薄件。铜基钎料通常制成棒状、丝状及片状供货。第10章常用金属的钎焊３.锰基钎料

主要用于气体保护钎焊，要求气体的纯度较高。它们不适于火焰钎焊和真空钎焊。为了避免母材的晶粒长大，应尽量选择钎焊温度低于１１５０℃的相应钎料。

用锰基钎料钎焊不锈钢可以获得满意的钎焊效果，接头的工作温度可达600℃以上，下表列出了部分锰基钎料钎焊１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢接头的性能。

钎焊１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢接头的性能第10章常用金属的钎焊４.镍基钎料

镍基钎料钎焊不锈钢，可以得到最好的高温性能，但用镍基钎料钎焊时，装配间隙的大小对接头的强度及塑性有很大的影响，间隙小则性能好。其原因，镍基钎料由于熔点的要求，常含有较多的硼、硅或碳，使钎料由很多非金属脆性化合物组成。钎焊过程中，钎料中的硼、硅、碳等元素向不锈钢扩散形成复杂的带有脆性的化合物。

当间隙极小时，钎缝中这些元素的含量少，扩散距离又短，因此在钎焊时间内得以全部扩散，使钎缝组织变为铬在镍中的固溶体；间隙大时，钎缝中的硼、硅或碳量增多，扩散距离也增大，这些元素来不及向母材全部扩散，因此钎缝中间留下连续的脆性层，接头的强度和塑性急剧下降。第10章常用金属的钎焊

由于碳和硼的原子直径小，并且容易全部扩散掉；硅的原子直径大，主要向晶内扩散，扩散速度慢，所以用含硅量高的ＢＮｉ７１ＣｒＳｉ钎料钎焊的不锈钢更容易出现连续的脆性相层，钎料对间隙的影响更为明显。国内ＢＮｉ８２ＣｒＳｉＢＦｅ镍基高温钎料，在真空或氩气保护下，对不锈钢有良好的润湿性和填充间隙的能力。用此钎料钎焊的接头可获得较高的强度，具有耐高温、耐低温及高真空气密性等特点。此钎料可制成粉末和箔带供应。第10章常用金属的钎焊５.贵金属钎料金镍钎料中，典型的是ＢＡｕ８２Ｎｉ。

在银铜钯钎料中，以ＢＡｇ５４ＣｕＰｄ钎料钎焊的接头性能最好，应用较广。ＢＡｕ８２Ｎｉ钎料的钎焊温度合适，不会发生晶粒长大现象；钎焊马氏体不锈钢，可使淬火和钎焊过程结合起来。对间隙大小不敏感。接头抗拉强度基本上与母材相等，接头的抗氧化能力在８１７℃以下都很好。对母材的溶蚀不大，可以钎焊薄件。但它的价格昂贵，现已被其他钎料（如ＢＡｇ５４ＣｕＰｄ、ＢＣｕ５８ＭｎＣｏ等钎料）逐步取代。第10章常用金属的钎焊2.2.3钎剂和保护气体使用钎剂钎焊不锈钢时，为了除去焊件表面的氧化铬，必须采用活性强的钎剂。硬钎焊使用的钎剂可查表。

用铜基钎料钎焊不锈钢时，采用ＹＪ-６钎剂，以银铜锌钎料钎焊不锈钢时可采用ＱＪ１０１、ＱＪ１０２，使用银铜锌镉钎料时，用ＱＪ１０３和２８４号钎剂。

不锈钢组件可在氢、氩、氦和离解氨的气氛中，在不添加钎剂的情况下进行炉中钎焊。有些构件还必须使用钎剂，由于不锈钢表面含有像氧化铬等比较稳定的氧化膜，它在钎焊时的清除比碳钢更困难。因此，要求保护气体具有－４０℃或更低的露点，即必须采用高纯度的保护气体。真空钎焊时，要求真空度低于10-2Pa第10章常用金属的钎焊2.3接头设计

接头设计类似碳钢接头，特别注意接头间隙的控制。2.4钎焊工艺Ⅰ.钎焊前清理和表面准备不锈钢钎焊前的清理要求比碳钢更为严格。因为不锈钢表面的氧化物在钎焊时更难以用钎剂或还原性气氛加以清除。

第10章常用金属的钎焊

不锈钢焊前表面要进行严格的机械清理和化学（酸洗）清洗。清除掉表面任何油脂和油膜。但要避免用金属丝刷子擦刷，尤其要避免使用碳钢丝刷子擦刷。清理以后要防止灰尘、油脂或指痕重新沾污已清理过的表面。最好的办法是零件一经清洗之后立即进行钎焊。否则就把清洗过的零件装入的塑料袋中密封保存。第10章常用金属的钎焊Ⅱ.钎焊工艺要点不锈钢可以用多种钎焊方法进行钎焊，如常见的烙铁、火焰、感应、炉中等钎焊方法。炉中钎焊用的设备必须具有良好的温度控制系统，并能快速冷却。硬钎焊时，使用氢气作为保护气体时，对氢气的要求视钎焊温度和母材成分而定，钎焊温度越低，母材含的稳定元素越多，则要求的氢气露点越低。

国内广泛使用氩气保护钎焊。氩气无还原作用，故要求更高纯度的氩气。氩气保护钎焊时，为了保证去除不锈钢表面的氧化膜，可采用气体钎剂，常用的有加ＢＦ３氩气保护钎焊时候，也可采用含锂或硼等自钎剂钎料。第10章常用金属的钎焊

真空钎焊不锈钢时，真空度要视钎焊温度而定。表的试验结果可以看出，随着钎焊温度的提高气体的纯度要求可降低。１８-８型不锈钢真空钎焊结果

应指出，用镍基钎料钎焊不锈钢时，常出现脆性化合物，使接头性能变坏。因此，要求有较小的装配间隙，第10章常用金属的钎焊2.5钎焊后清理和热处理不锈钢钎焊后的主要工序是清理残余钎剂、残余阻流剂，必要时进行焊后热处理。根据所采用的钎剂和钎焊方法，残余钎剂的清除可以用水冲洗、机械清理或化学清理。当采用研磨剂来清洗钎剂或钎焊接头附近中热区域的氧化膜时，应使用砂子或其他非金属细颗粒。以免引起锈斑或点状腐蚀。马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢制造的零件，钎焊后需要按材料的特殊要求进行热处理。用镍铬硼和镍铬硅钎料钎焊不锈钢时，钎焊后扩散处理常常是不可缺少的工序。而且能改善钎焊接头组织。改善接头的塑性是有利的。第10章常用金属的钎焊3.铜及其合金的钎焊3.1铜及其合金的钎焊性铜及铜合金通常分为纯铜(紫铜)、黄铜（铜-锌）、青铜(铜-锡）和白铜（铜-镍）4大类，它们的钎焊性主要取决于表面氧化膜的稳定性及钎焊加热过程对材料性能的影响。

纯铜表面可形成氧化铜和氧化亚铜，这两种氧化物容易被还原性气体还原，也容易被钎剂去除，所以纯铜的钎焊性是很好的。为防止发生氢脆现象，不能在含氢的还原气氛中进行钎焊。

只含有锌元素的黄铜，表面可生成氧化亚铜或氧化锌两种氧化物，氧化锌虽然比较稳定，但也不难去除。锰黄铜表面的氧化锰比较稳定，很难去除，应采用活性强的钎剂以保证钎料的润湿性。

第10章常用金属的钎焊

锡青铜、镉青铜表面的氧化膜均容易去除，硅青铜、铍青铜表面氧化膜虽然较稳定，但也不难去除。而w(A1)超过10％的铝青铜，表面主要是铝的氧化物，很难去除，必须采用专门的钎剂。

白铜表面上镍的氧化物和铜的氧化物容易去除，但应选用不含磷的钎料进行钎焊，以免发生接头的自裂。

总结：大部分铜及合金的钎焊性较好

第10章常用金属的钎焊3.2钎焊材料3.2.1.铜及合金软钎焊用钎料应用最广的是锡铅钎料，其润湿性和铺展性随钎料中含锡量的增加而提高。钎料的工艺性和经济性均好，接头强度也能很好地满足使用要求。w(Sn)95％以上的钎料主要用于食品工业和餐具的钎焊，以减少铅的污染。S—Sn60Pb和S—Sn63Pb的熔化温度最低，具有优越的工艺性能，主要用于电子器件的手工钎焊、波峰钎焊、热熔钎焊和浸沾钎焊等。S-Pb60Sn和S-Pb60SnSb是最通用的钎料，广泛地应用于散热器、管道、电气接头、家用制品和发动机部件的钎焊。

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镉基钎料是软钎料中耐热性最好的钎料，接头承受的最高温度可达250℃，并具有较好的抗腐蚀性。用镉基钎料钎焊铜和铜合金时，在界面上容易形成脆性的铜镉化合物，所以必须采用电阻钎焊等快速加热的方法。

3.2.2.铜及铜合金硬钎焊用钎料硬钎焊铜时，可以采用银基钎料和铜磷钎料。

银基钎料的熔点适中，工艺性好，并具有良好的力学性能和导电导热性能，是应用最广的硬钎料。

对于要求导电性能高的工件，应选含银量高的B—Ag70CuZn钎料。真空钎焊或保护气氛炉中钎焊，应选用不含挥发元素的B—Ag50Cu等钎料。含银量较低的钎料，价格便宜，钎焊温度高，钎焊接头的韧性较差，主要用于钎焊要求较低的铜及铜合金。

铜磷和铜磷银钎料只能用于铜及其铜合金的硬钎焊，其中B—Cu93P具有良好的流动性，用于机电、仪表和制造工业中不受冲击载荷零件的钎焊，最适宜的间隙为0．003～0．005mm。铜磷银钎料(如B-Cu70PAg)的韧性和导电性能都比铜磷钎料好，主要用于高导电要求的电气接头。第10章常用金属的钎焊3.2.3.钎剂

用锡铅钎料钎焊铜时，可选松香酒精溶液或活性松香和ZnCl2+NH4C1水溶液等无腐蚀性钎剂，后者还可用于黄铜、青铜和铍青铜的钎焊。

钎焊铝黄铜、铝青铜和硅黄铜时，钎剂可为氯化锌盐酸溶液。

钎焊锰白铜时，针剂可选磷酸溶液。用铅基钎料钎焊时可用氯化锌水溶液作为钎剂，用镉基钎料钎焊时可采用FS205钎剂。第10章常用金属的钎焊用银基钎料钎焊铜及铜合金时，采用FBl0l或FBl02钎剂可得到良好的效果。

钎焊铍青铜和硅青铜，最好采用FBl02。用银铜锌镉钎料钎焊时，应采用FBl03。

用铜磷、铜磷银钎料钎焊纯铜时可以不用钎剂，但钎焊黄铜及其他铜合金时必须使用。惰性气体氩和氦以及氮都可以用于钎焊铜及铜合金，无氧铜还可以在还原性气氛(如氢气)中钎焊。、真空气氛适合于在钎焊温度下的合金没有高蒸发压力元素（铅、锌等）的铜和铜基合金。钎焊钎料被限制到含有少量高蒸发压力元素。

第10章常用金属的钎焊

3.3接头设计铜基金属的钎焊温度足以对它们进行退火，因此，接头的强度是以退火状态为基础设计的。

０.０３～０.１３ｍｍ的接头间隙可以满足最大的接头强度和安全性。搭接接头能够补偿由于宽的间隙造成的低强度问题。接头中钎焊面积大于三倍的最薄件截面积，可满足部件的强度要求。铜合金的热膨胀系数在一个宽的范围内变化。一般来说，比镍合金、碳钢和铸铁要高些，但比铝合金低。第10章常用金属的钎焊3.4钎焊方法Ⅰ.预清洗和表面准备用机械方法（例如钢丝刷和喷砂）清除表面氧化物。用化学清洗方法，去除油污及其它污物。常规溶剂和碱性脱脂工艺适合于清洁铜基金属。使用化学清洗铜材的典型工艺如下。1）纯铜、黄铜和锡青铜使用低温的５％～１５％（体积分数）的硫酸溶液侵洗。2）白铜和铬青铜，使用５％（体积分数）的硫酸热水溶液侵洗。3）铝青铜需要按顺序浸入到以下溶液中：①２％（体积分数）的氢氟酸、３％（体积分数）硫酸与水混合的低温溶液；②５％（体积分数）的硫酸溶液，温度在２７～４９℃。4）铜硅合金①先浸入到热的５％（体积分数）硫酸溶液中，②低温的２％（体积分数）的氢氟酸和５％（体积分数）硫酸混合溶液中清洗。5）铋铜①浸入到２０％（体积分数）的硫酸溶液中，温度７１～８２℃，然后水洗；②快速浸渍（３０ｓ）到３０％（体积分数）的凉硝酸溶液中，随后立即彻底的水洗。Ⅱ．钎焊要点

铜及其合金可以采用烙铁、波峰、火焰、感应、电阻及炉中加热等方法进行钎焊。在含氧铜炉中钎焊时不能使用含氢气氛，也应避免使用火焰钎焊大型组件，以免发生氢脆现象。黄铜在炉中钎焊时，为避免锌的蒸发，最好在黄铜表面先镀铜，然后进行钎焊。

含铅的铜合金长时间加热容易析出铅，有可能在接头中产生缺陷。

铝青铜钎焊时，为了防上铝向银钎料的扩散，钎焊加热时间尽可能短，或在铝青铜表面镀铜、镍等余属。

铍青铜软钎焊时，最好选择钎焊温度低于300℃的钎料，以免发生时效软化。硬钎焊时，应选择固相线温度高于淬火温度(780~C)的钎料，钎焊后再进行淬火时效处理

对于容易产生自裂的硅青铜、磷青铜及铜镍合金，一定要避免产牛热应力，不宜采用快速加热的办法。第10章常用金属的钎焊4.铝和铝合金的钎焊4.1铝和铝合金的钎焊性铝能被大多数常规钎焊方法加工，如手工火焰钎焊、浸渍钎焊和炉中钎焊等。炉中钎焊可以在空气中、控制气氛（包括真空状态）中进行。其他方法如感应钎焊、辐射光源、电阻钎焊也被使用在特殊场合。铝及其合金的钎焊性见表，与其它常见金属相比，铝及其合金的钎焊性较差，主要是其氧化膜很难去除，操作难度大。接头耐蚀性易受钎焊材料影响等方面。第10章常用金属的钎焊第10章常用金属的钎焊（1）氧化膜很难去除铝和氧的亲和力很大，在表面上很容易形成一层致密稳定而且熔点很高的氧化膜Al2O3，含镁的铝合金还会形成稳定的氧化膜MgO，它们会严重妨碍钎料的润湿和铺展，而且很难去除。（2）操作难度大铝及其合金的熔点和钎料的熔点相差不大，钎焊时可选择的温度范围很窄，稍微控制不当，母材过热甚至溶化。一些热处理强化铝合金会过失效或退火软化。火焰焊接时候，不容易通过母材颜色改变判断温度。（3）铝及铝合金的电极电位和钎料的相差较大，使接头的耐蚀性降低，特别是对软钎焊接头的影响更加明显。此外，钎剂大部分都是腐蚀性的，清洗后也还是有影响。第10章常用金属的钎焊4.2钎焊材料4.2.1.软钎焊由于软钎焊钎料和母材的化学成分和电极电位相差较大，容易产生电化学腐蚀，所以铝合金不常用软钎焊的方法。使用锌基钎料、锡铅钎料。按使用温度分低温、中温和高温3种。锡铅钎焊前，在铝板上镀铜或镀镍，可以提高接头的耐腐蚀能力。第10章常用金属的钎焊4.2.2.铝合金的硬钎焊

铝及其铝合金的硬钎焊只能使用铝基钎料。其中铝硅钎料应用最广。

铝硅钎料的熔点都和母材很接近，因而钎焊时要严格而精确的控制钎焊温度，以免母材过热甚至溶化。

钎料一般可以以颗粒、膏状、丝状以及送进或预制在接头面上的薄带形式提供。另一个提供钎料的简便方法是使用钎料复合板，用铝硅合金通过热扎形式被轧压焊到铝基板上。按照接头设计制备接头，接头然后组装，进行钎焊，此时不需要另加钎料。第10章常用金属的钎焊4.2.3.钎剂

除了在惰性气体或真空条件下钎焊铝不需要使用钎剂以外，由于铝表面的氧化膜致密、稳定，每种钎焊方法都必须使用钎剂。铝及其合金软钎焊时候，常用专用的软钎剂进行去膜。与低温钎料配用的是以三乙醇胺为基的有机钎剂。特点是腐蚀性小，但钎焊时会产生大量气体，影响钎料的润湿和填缝。

中温、高温钎料配用的是以氯化锌为基的反应钎剂。具有强烈的腐蚀性，焊后必须认真的清理。

第10章常用金属的钎焊铝用高温钎剂的基本组成是碱金属及碱土金属的氯化物。包括氯化锌基和氟化物基钎剂。氯化物基钎剂去除氧化膜能力强，流动性好，但对母材腐蚀性很大。焊后必须彻底清除。氟化物基钎剂去膜效果好，对母材无腐蚀，但其熔点高，热稳定性差，只能配合铝硅钎料。

采用真空、惰性气体钎焊铝及其合金。真空度要求高，用氮气或者氩气保护焊接时，对气体的纯度要