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超全的焊接知识

2022-10-12 阅读 2105

1. 钎焊


钎焊的能源可以是化学反应热,也可以是间接热能。它是利用熔点比被焊材料的熔点低的金属作钎料,经过加热使钎料熔化,毛细管作用将钎料及入到接头接触面的间隙内,润湿被焊金属表面,使液相与固相之间互扩散而形成钎焊接头。因此,钎焊是一种固相兼液相的焊接方法。

 

钎焊的特点及应用

 

钎焊采用熔点低于母材的合金作钎料,加热时钎料熔化,并靠润湿作用和毛细作用填满并保持在接头间隙内,而母材处于固态,依靠液态钎料和固态母材间的相互扩散形成钎焊接头。钎焊对母材的物理化学性能影响小,焊接应力和变形较小,可焊接性能差别较大的异种金属,能同时完成多条焊缝,接头外表美观整齐,设备简单,生产投资小。但钎焊接头的强度较低,耐热能力差。

 

应用:硬质合金刀具、钻探钻头、自行车车架、换热器、导管及各类容器等;在微波波导、电子管和电子真空器件的制造中,钎焊甚至是唯一可能的连接方法。

 

钎料和钎剂

 

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。按钎料熔点的不同,钎焊分为两大类:软钎焊与硬钎焊。

 

① 软钎焊钎料熔点低于450℃的钎焊称为软钎焊,常用钎料是锡铅钎料,它具有良好的润湿性和导电性,广泛用于电子产品、电机电器和汽车配件。软钎焊的接头强度一般为60~140MPa。

 

② 硬钎焊钎料熔点高于450℃的钎焊称为硬钎焊,常用钎料是黄铜钎料和银基钎料。用银基钎料的接头具有较高的强度、导电性和耐蚀性,钎料熔点较低、工艺性良好,但钎料价格较高,多用于要求较高的焊件,一般焊件多采用黄铜钎料。硬钎焊多用于受力较大的钢和铜合金工件,以及工具的钎焊。硬钎焊的接头强度为200~490MPa,

 

注意:

 

母材的接触面应很干净,因此要用钎剂。钎剂的作用是去除母材和钎料表面的氧化物和油污杂质,保护钎料和母材接触面不被氧化,增加钎料的润湿性和毛细流动性。钎剂的熔点应低于钎料,钎剂残渣对母材和接头的腐蚀性应较小。软钎焊常用的钎剂是松香或氯化锌溶液,硬钎焊常用的钎剂是硼砂、硼酸和碱性氟化物的混合物。

 

根据热源或加热方法不同钎焊可分为:火焰钎焊、感应钎焊、炉中钎焊、浸沾钎焊、电阻钎焊等。钎焊时由于加热温度比较低,故对工件材料的性能影响较小,焊件的应力变形也较小。但钎焊接头的强度一般比较低,耐热能力较差。

 

钎焊加热方法:几乎所有的加热热源都可以用作钎焊热源,并依此将钎焊分类。

 

① 火焰钎焊:用气体火焰进行加热,用于碳钢、不锈钢、硬质合金、铸铁、铜及铜合金、铝及铝合金的硬钎焊

 

② 感应钎焊:利用交变磁场在零件中产生感应电流的电阻热加热焊件,用于具有对称形状的焊件,特别是管轴类的钎焊

 

③ 浸沾钎焊:将焊件局部或整体浸入熔融盐混合物熔液或钎料熔液中,靠这些液体介质的热量来实现钎焊过程,其特点是加热迅速、温度均匀、焊件变形小

 

④ 炉中钎焊:利用电阻炉加热焊件,电阻炉可通过抽真空或采用还原性气体或惰性气体对焊件进行保护

 

除此以外,还有烙铁钎焊、电阻钎焊、扩散钎焊、红外线钎焊、反应钎焊、电子束钎焊、激光钎焊等。

 

钎焊可以用于焊接碳钢、不锈钢、高温合金、铝、铜等金属材料,还可以连接异种金属、金属与非金属。适于焊接受载不大或常温下工作的接头,对于精密的、微型的以及复杂的多钎缝的焊件尤其适用。

 

2. 高频焊

 

高频焊是以固体电阻热为能源。焊接时利用高频电流在工件内产生的电阻热使工件焊接区表层加热到熔化状态,随即施加(或不施加)顶锻力而实现金属的结合。因此它是一种固相电阻焊方法。

 

高频焊根据高频电流在工件中产生热的方式可分为接触高频焊和感应高频焊。接触高频焊时,高频电流通过与工件机械接触而传入工件。感应高频焊时,高频电流通过工件外部感应圈的耦合作用而在工件内产生感应电流。高频焊是专业化较强的焊接方法,要根据产品配备专用设备。生产率高,焊接速度可达30m/min。主要用于制造管子时纵缝或螺旋缝的焊接。

 

3. 爆炸焊

 

爆炸焊也是以化学反应热为能源的另一种固相焊接方法。但它是利用炸药爆炸所产生的能量来实现金属连接的。在爆炸波作用下,两件金属在不到一秒的时间内即可被加速撞击形成金属的结合。在各种焊接方法中,爆炸焊可以焊接的异种金属的组合的范围最广。可以用爆炸焊将冶金上不相容的两种金属焊成为各种过渡接头。爆炸焊多用于表面积相当大的平板包覆,是制造复合板的高效方法。


4. 超声波焊

 

超声波焊也是一种以机械能为能源的固相焊接方法。进行超声波焊时,焊接工件在较低的静压力下,由声极发出的高频振动能使接合面产生强裂摩擦并加热到焊接温度而形成结合。超声波焊可以用于大多数金属材料之间的焊接,能实现金属、异种金属及金属与非金属间的焊接。可适用于金属丝、箔或2~3mm以下的薄板金属接头的重复生产。

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