电阻钎焊

电阻对焊：将焊件装配成对接接头，使其端面紧密接触，利用电阻热加热至塑性状态，然后迅速施加顶锻力完成焊接的方法，叫电阻对焊。 电阻钎焊-基本概况

电阻对焊(uresistaneebuttwelding)被焊件装配成对接接头，使其端面紧密接触，利用电阻热加热至热塑性状态后迅速施加顶锻力完成焊接的电阻焊方法。电阻对焊是在固态时完成的，接头处的金属被电阻加热到接合面很容易发生再结晶的温度。向接头施加压力使接合面紧密接触，然后顶锻接头金属。顶锻促进了界面处的再结晶，一部分金属被挤出界面，这样可使接头处的氧化金属清除掉。对接接头可以达到与母材金属相同的性能。电阻对焊用于金属丝轧制厂以及金属丝制品的制造。轧丝厂用这种焊接将盘条彼此连接以便于进行连续加工。也可用于制造棒材、板条和管材制成的各种产品。碳钢、不锈钢、铜合金以及铝合金都能采用此法。 电阻钎焊-工艺过程

1、预压由于电阻对焊的加热时间较长，接头变形较大，所以预压时间较短，甚至可以为零。 2、加热接通电流接触点被加热，温度升高。通常电阻对焊要求加热温度为 T焊＝（0.8~0.9）T熔 式中

T焊——焊件端面加热温度(℃)； T熔——焊件材料熔化温度(℃)。

电阻对焊的加热具有明显的不均匀性，特别是大截面焊件，这是电阻对焊不能焊接大截面焊件的原因之一。 3、顶锻顶锻的作用是使接头产生塑性变形，使焊件焊合在一起。电阻对焊有两种顶锻方式：一种是等压力式，即顶锻力等于焊接压力；一种是变压力式，即顶锻力大于焊接压力，主要用于焊接合金钢、有色金属。

钎焊方法及工艺1

焊接服务平台 发表于 2007-12-18 9:54:02

一、概述

钎焊属于固相连接，他与熔焊方法不同，钎焊时母材不熔化，采用比母材熔化温度低的钎料，加热温度采取低于母材固相线而高于钎料液粗线的一种连接方法。当被连接的零件和钎料加热到钎料熔化，利用液态钎料在母材表面润湿、铺展与母材相互溶解和扩散和在母材间隙中润湿、毛细流动、填缝与母材相互溶解和扩散而实现零件间的连接。 同熔焊方法相比，钎焊具有以下优点：

1）钎焊加热温度低，对母材组织和性能的影响较小； 2）钎焊接头平整光滑，外形美观；

3）焊件变形较小，尤其是采用均匀加热（如炉中钎焊）的钎焊方法，焊件的变形可减小到最低程度，容易保证焊件的尺寸精度；

4）某些钎焊方法一次可焊成几十条或成百条钎缝，生产率高； 5）可以实现异种金属或合金、金属与非金属的连接。

但是，钎焊也有他本身的缺点，钎焊接头强度比较低、耐热能力比较差，由于母材与钎料成分相差较大而引起的电化学腐蚀致使耐蚀力较差及装配要求比较高等。 根据使用钎料的不同，钎焊一般分为：

1）软钎焊——钎料液相线温度低于450℃。 2）硬钎焊——钎料液相线温度高于450℃。

此外，某些国家将钎焊温度超过900℃而又不使用钎剂的钎焊方法（如真空钎焊、气体保护钎焊）称作高温钎焊。 二、钎焊方法

钎焊方法通常是以所应用的热源来命名的，其主要作用是依靠热源将工件加热到必要的温度，随着新热源的发展和使用，近年来出现了不少新的钎焊方法。

1、火焰钎焊

火焰钎焊是利用可燃气体（包括液体燃料的范汽）吹以空气或纯氧点燃后的火焰进行加热。火焰钎焊由于设备简单、燃气来源广、灵活性大，因而应用很广。

火焰钎焊所用焊炬可以是通用的气焊炬，也可以是专用的钎焊炬。专用钎焊炬的特点是火焰比较分散，加热集中程度较低，因而加热比较均匀。钎焊比较大的工件或机械化火焰钎焊时可采用装有多焰喷嘴的专门钎焊炬。

火锅钎焊所用的可燃气体可以是乙炔、丙烷、石油气、雾化汽油、煤气等。助燃气体为氧和压缩气体。加热范围十分广阔，从酒精喷灯的数百度到氧乙炔火焰的超过3000℃。火焰有两层结构，外层淡蓝色的冠状焰是氧化焰、燃烧完全，温度最高，富氧，过度加热容易使工件金属表面氧化：内层深蓝色的焰心是还原焰，温度较低，缺氧，富一氧化碳，能保护金属免于氧化。可燃气体燃烧产物都是CO2和高温水蒸汽（氢氧焰只有水蒸气），无论是钎剂还是钎料，忌讳高温水蒸汽都应考虑这一因素。

氧乙炔焰是最常用的火焰，由于火焰温度高，而钎焊温度则低得多。因此常用火焰的外焰来加热，因为该区火焰的温度低而体积大，加热比较均匀。一般使用中性火焰或轻微过乙炔焰。

当加热温度不要求太高时，可以用压缩空气代替氧，用丙烷、石油气，雾化汽油代替乙炔。这些火焰的温度较低，而且不用乙炔的火焰又不会污染钎剂，适用于钎焊比较小的工件以及铝和铝合金。 火焰钎焊时，将钎剂溶液预先涂在接头表面上或者先将钎料棒加热，沾以钎剂，再带到加热了的接头表面。钎料可预先安装或手工送进。钎焊时应先将工件均匀地加热到钎焊温度，然后再加钎料，否则钎料不能均匀地填充间隙。对于预置钎料的接头，也应先加热工件，避免因火焰与钎料直接接触，使其过早熔化，以软钎料进行钎焊时，还可采用喷灯来加热。

火焰钎焊时，除可用单焰钎焊处，还可用多焰焊炬。钎焊方式除手工操作外，还有专门的自动火焰钎焊机。

2、浸渍钎焊

浸渍钎焊是将工件局部或整体投入熔态的盐混合物（称盐浴）或钎料（称金属浴）中而实现加热和钎焊的方法。他的优点是加热迅速，生产率高，液态介质保护零件不受氧化，有时还能同时完成淬火等热处理过程，特别适用于大量生产。

浸渍钎焊可分为盐浴钎焊和金属浴钎焊。

（1）盐浴钎焊 盐浴钎焊主要用于硬钎焊。盐液由于是加热和保护的介质，故必须予以正确选择。 盐液成分应满足，具有合适的熔化温度；成分和性能稳定；对工件起保护作用。盐液的组分通常分以下几类：①中性氧盐，他可以防止工件表面氧化。除了用铜钎焊低碳铜外，用铜基钎料和银基钎料钎焊时，应在工件上施加钎剂。钎剂可以在组装前，组装过程中或组装后通过刷、浸沾或喷洒等方式加到工件上。②在中性氯盐中加入少量钎剂，台硼砂，以提高盐浴的去氧化能力。这时，在工件上不必再施加钎剂。为了保持盐液的去氧化能力，需要周期性地加入补充钎剂；③渗碳和氯化盐，这些盐本身具有钎剂。此外，在钎焊钢时，尚可对钢表面起渗碳和渗氮作用。④钎焊铝和铝合合金用的盐液既是导热的介质，又是钎焊过程中的钎剂。为了保证钎焊质量，必须定期检查盐液的组分及杂质含量并加以调整。

盐浴浸渍钎焊的主要设备是盐浴槽。加热方式有两种。一种是外热式的，盐浴槽实质是一个坩埚，坩埚可用碳钢，不锈钢制造；用于铝钎焊时，坩埚底部还应砌上石墨砖，外部用电阻丝加热。另一种是内热式的，盐浴槽的内壁由能耐盐液腐蚀的材料制成，通常为不锈钢或高铝砖；而铝钎焊盐浴槽材料系碳钢或纯铜；而钎焊铝用的盐浴槽的电极材料则采用石墨或不锈钢。为了操作安全，均用低电压（10～15V）大电流加热。当电流通过盐液时，由于电磁场的搅拌作用。整个盐液温度比较均匀，可控制在±3℃范围内。但盐液的电磁循环作用可能使零件或钎料发生错位，因此必须对组件进行可靠的固定。

放入盐浴前，为了去除水分及均匀加热，装配好的工件要进行预热。如为了去除工作及钎剂的水分，以防止盐液飞溅，则预热热到120～150℃即可。如为了减小工件进入时盐浴温度的下降，缩短钎焊时间，并保持均匀加热，预热温度可提高。

钎焊时，工件通常以某一角度倾斜浸入盐浴，以免空气被堵塞而阻碍盐液流入，造成漏钎。钎焊结束后，工件也应以一定角度取出，以便盐液流出，但倾角不能过大，以免前未凝固的钎料流积或流失。 盐浴浸渍钎焊的优点是生产率高，容易实现机械化，适宜于批量生产。不足之处是这种方法不适宜于间歇操作，工件的形状必须便于盐液能完全充满和流出。而且盐浴钎焊成本高，污染严重，现已不太采用这种钎焊方式。

（2）金属浴钎焊 这种钎焊方法是将装配好的工件浸入熔态钎料中，依靠熔态钎料的热量使工件加热到规定温度。与此同时，钎料渗入接头间隙，完成钎焊过程。

施加钎剂的方式有两种，一种是先将工件浸入钎剂溶液中，取出干燥后再浸入熔态钎料；另一种是在熔态钎料表面加一层熔态钎剂，工件通过熔态钎剂时就沾上了钎剂。为了防止熔态钎剂的失效，必须不断更换或补充新熔态钎料的氧化。

这种方法的优点是装配比较容易（不必安放钎料），生产率高。特别适合于钎缝多而复杂的工件，如散热器等，其缺点是工件表面沾潢钎料，增加了钎料的消耗量，必要时还须清除表面不应沾留的钎料。又由于钎料表面的氧化和母材的溶解，熔态钎料成分容易发生变化，需要不断的精炼和进行必要的更新。

金属浴钎焊由于熔态钎料表面容易氧化，主要用于软钎焊。

（3）波峰钎焊 波峰钎焊是金属浴钎焊的一种变种，主要用于印刷电路板的钎焊。在熔化钎料的底部安放一泵，依靠泵的作用使钎料不断地向上涌动，印刷电路板在与钎料的波峰接触的同时随传送带向前移动，从而实现元器件引线与焊盘的连接。

波峰钎焊又可分为单波峰钎焊、双波峰钎焊以及喷射空心波钎焊等等。图3所示的是双波峰焊的示意图。

波峰钎焊的特点是钎料波峰上没有氧化膜，能使钎料与电路板保持良好地接触，可大大加快钎焊速度，提高生产率。因钎料在液态不断流动，容易氧化，为此在表面常施加覆盖剂，或采用抗氧化锡铅钎料。

3、电阻钎焊

电阻钎焊又称为接触钎焊。他是依靠电流通过钎焊处电阻产生的热量来加热工件和熔化钎料的。电阻钎焊分直接加热和间接加热两种方式，

直接加热电阻钎焊，钎焊处由通过的电流直接加热，加热很快，但要求钎焊面紧密贴合、加热程度视电流大小和压力而定，加热电流在6000～15000A、压力在100～2000N之间。电板材料可选用铜、铬铜、钼、钨、石墨和铜钨烧结合金。

直接加热的电阻钎焊由于只有工件的钎焊区域被加热，因此加热迅速，但对工件形状及接触配合的要求高。图6、图7为电阻钎焊时的部分加工示意图，包括在电子工艺中的应用。

间接加热电阻钎焊，电流可只通过一个工件，而另一个工件的加热和钎料的熔化是依靠被通电加热的工件的热传导来实现的。也可以将电流通过一个较大的石墨板，工件放在此板上，依靠由电流加热的石墨板的传热实行加热。直接加热电阻钎焊的加热电流介于100～3000A之间，电极压力为50～500N。间接加热电阻钎焊灵活性较大，对工件接触面配合的要求较低，但因不是依靠电流直接通过加热的，整个工件被加热，加热速度慢。适宜于钎焊热物理性能差别大和厚度相差悬殊的工件，而且对钎焊面的配合要求可适当降低。

电阻钎焊广泛使用铜基和银基钎料。钎料常以片状放在接头处。在某些情况下，工件表面可电镀或包覆一层金属做钎料用。为使钎焊处导电，钎料以水溶液或酒精溶液除于钎焊处。 电阻钎焊可在通常的电阴焊机上进行，也可采用专门的电阻钎焊设备和手焊钳。

电阻钎焊的优点是加热极快，生产率高，但适于钎焊接头尺寸不大、形状不太复杂的工件，如刀具、带据、导线端头、电触点、电动机的定子线圈以及集成电路块元器件的连接等。

4、感应钎焊

感应钎焊是依靠工件在交流电的交变磁场中产生感应电流的电阻热来加热的钎焊方法。由于热量由工件本身产生，因此加热迅速，工件表面的氧化比炉中钎焊少，并可防止母材的晶粒长大和再结晶的发展。此外，还可实现对工件的局部加热。

感应钎焊时，工件放在感应器内（或附近），当交变电流通过感应器时，在其周围产生了交变磁场，由于电磁感应作用，使工件内产生感应电流，将工件迅速加热。

感应电流和其他交流电一样，电流通过导体时，沿导体表面电流密度最大，愈往中心，电流密度愈小，这就是所谓的“集肤效应”。

显然，感应加热的厚度取决于电流的参透深度，频度愈高，加热厚度愈小，表面加热愈迅速；相对磁导率愈小，加热厚度愈大，加热厚度也愈大。

必须指出，对含有铁磁材料的零件（如可伐），在低温时其相对磁导率很大，而加热至磁性转变温度（居里点）以上时，其相对磁导率（ur）降低为I。由于相对磁导率的显著变化，使加热厚度也相应改变，故钎焊时可采用较高的频率，一般使用不低于10KHZ的高频感应电流。而非磁性材料（如铜）的磁导率较小，与温度无关，集肤效应较小，因而电流分布较均匀，加热也较均匀，故感应钎焊时应采用较低的频率和较大的功率。感应钎焊的设备主要由感应电流发生器和感应器组成。

感应圈（如图8）是传递感应电流的部件，感应圈设计的好坏对加热影响极大。单匝感应圈的加热宽度小，多匝感应圈的加热宽度大。对多匝感应圈来说，改变节距可使加热形态发生变化。节距小时，加热宽度小，加热深度大；节距小时，加热宽度小，加热尝试大；节距大时，正好相反，但节距不能过大。感应圈与工件的耦合对加热的影响也比较明显。原则上说，感应圈与工件的耦合，愈紧愈好，这时加热效率最高，加热均匀程度也比较好；当感应圈与工件距离较大，即属于松耦合时，加热均匀程度进一步下降。当感应圈与工件的距离较大时，改变感应圈的形状与节距，也能改善加热形态，如增加感应圈中间圈的直径或采用不等的节距。对于多匝内热式感应圈，为改善加热形态，也可用直径变化的感应圈。对于单匝外热式感应圈，可采用改变感应圈面积的方法来达到较均匀加热的目的。

感应圈大部分由铜管制成，工作时内部通以冷却水。为了提高热效率，又防止感应圈与工件发生短路，感应圈与工件的距离为3～6mm。感应圈的匝距一般为1.5～2.2mm。必要时可根据工件的加热状态来进行适当的调整。

感应钎焊可使用各种钎料。由于钎焊加热速度很快，钎料和钎剂都在装配时预先放好。感应钎焊除可在空气中进行外（这时一定要加钎剂），也可在真空或保护气体中进行。在这种情况下，可同时将工件和感应圈放入容器内，也可将装有工件的容器放在感应圈内，而容器抽以真空或通保护气体。

感应钎焊广泛地用于钎焊钢、不锈钢、铜和铜合金等，即可用于软钎焊，也可用于硬钎焊，主要用来钎焊比较小的工件，特别适用于对称形状的工件，如管状接头、管与法兰、轴和盘的连接等。 5、炉中钎焊

炉中钎焊可广泛地用于可以预先将钎料放于接头附近或内部的工件。该法特别适用于高生产率的钎焊。预放置的钎料有丝、箔片、屑块、棒、粉末、软膏和带等形状。

炉中钎焊可分为空气炉中钎焊、保护气氛炉中钎焊和真空炉中钎焊。炉中钎焊的特点是工件系整体加热，加热均匀，工件变形小，但加热慢。一炉可以同时钎焊多件，以弥补加热慢的不足，对批量生产尤为合适。

（1）空气炉中钎焊 将装有钎料和钎剂的工件放入一般的工业炉中加热到规定的钎焊温度，钎剂熔化后先去除钎焊处的氧化膜，熔化的钎料然后流入接头间隙，冷凝后即形成接头。

炉中钎焊因加热速度低，在空气中加热时工件容易氧化，尤其在钎焊温度高时更为显著，不利于钎剂去除氧化物，故应用受到限制，已逐渐为保护气氛钎焊和真空钎焊所取代。空气炉中钎焊目前较多地用于钎焊铝和铝合金。这时要求炉膛温度均匀，近代温精度不低于±5℃。

（2）保护气氛炉中钎焊 保护气氛炉中钎焊根据所用气氛的不同，可分为还原性气氛炉中钎焊和惰性气体炉中钎焊。还原性气体的主要组分是氢和一氧化碳，他不仅能防止空气侵入，还能还原工件表面的氧化物，有助于钎料润湿母材。

还原性气体的还原能力不但同氢所和一氧化碳的含量有关，而且取决气体的含水量和二氧化碳的含量。气体的含水量以露点来表示。含水量越小，露点越低。钎焊钢和铜等金属时，由于这些金属的氧化物容易还原，允许气体的二氧化碳含量和露点高些；钎焊含铬、锰量较多的合金，如不锈钢时，由于这些元素的氧化物难以还原，应选用露点低和氧化碳含量小的气体。还原性气氛炉中钎焊示意图如图9所示。在高温下，氢气是许多金属氧化物的一种最好的活性还原剂。在干燥氢气中，硬钎焊时特别需要注意露点的控制，并且在整个钎焊过程中都必须仔细地控制。由于氢气会使铜、钛、锆、铌、钽等金属脆化，因此在考虑采用氢气作为一种钎焊保护气氛时应慎重。此外，空气中Φ（H）高于4%时，会成为一种易爆气体。应将废气烧掉或排到户外。

推荐用于硬钎焊的气氛范围很广泛，其中一些列于表1中，这些数据不是全部气氛与金属的组合表，而只能作为比较广泛采用的一些组合的一般性概述。稀有金属或比较复杂的异种金属必须进行硬钎焊时，由于气氛和热处理会对金属力学性能和治金特性产生各种各样的影响，所以必须寻求适宜的治金措施。 注：美国焊接学会分类号6、7和9包括压力降到266Pa。 ①当采用含有挥发性元素的合金时，气氛中应加入钎剂。 ②铜必须完全脱氧或无氧。

③加热时间要保持最短，以防止有害的脱碳。

④如果铝、钛、硅或铍含量显著，气氛中应加入钎剂。

（3）真空炉中钎焊 在抽出空气的炉中或焊接室中硬钎焊，是连接许多同种或异种金属接头的一种经济方法，过程中不使用钎剂。真空条件特别适合于钎焊面积很大而而连续的接头，这种接头；①在钎焊时难以彻底清除钎焊界面的固态或液态钎剂；②保护气体不完全有效，因为气氛不能排尽藏在紧贴钎焊界面中的气体。真空硬钎焊也适用于连接许多同种和异种金属，包括钛、锆、铌、钼和钽。这些金属的特点是，甚至很少量的大气中的气体也会使其脆化，有时在钎焊温度下就会碎裂。如果惰性气体有足够高的纯度，能防止金属的污染及性能的降低，那么这些金属及其合金也可以采用惰性气体做保护气氛进行钎焊。但是，值得注意的是，真空系统应抽气达到0.0013Pa而只含有10-5×0.1%的残余气体（体积分数），真空钎焊炉示意图如图10所示。与其他高纯度钎焊气氛相比，真空钎焊有如下优点和缺点：

1）抽真空从根本上清除了钎焊区所有的气体，因此不再需要去提纯所供给的气氛。工业上真空钎焊采用的压力一般为0.065Pa或更高些。实际采用的压力取决于所要钎焊的材料、所用的钎料、钎焊界面的面积和钎焊循环中从母材中排除气体的程度。

2）母材的某些氧化物在真空钎焊温度下会分解。采用特殊技术，可将真空广泛地用于钎焊不锈钢、超级合金、铝合金以及难熔金属。

3）钎焊界面由于母材排气而有时受到污染的困难问题，可以认为不再存在。母材一旦排气，就会直接从界面将裹入气体排除出来。

4）高温下，在母材和钎料周围存在低的压力，可使金属中的挥发性杂质和气体排除出去。

这种特性也是一个缺点，由于周围压力低，钎料、母材以及其中的元素在钎焊温度下要发生蒸发，但是，采用合适的真空钎焊技术可以防止这种倾向。

真空硬钎焊有高真空钎焊和局部真空钎焊两种。

高真空钎焊特别适合于那些氧化物难以分解的母材。在硬钎焊温度下，母材或钎料在高真空条件下易于挥发时，则常采用局部真空。在硬钎焊温度下，金属能保持固相或液相的最低压力是由计算或经验确定的。钎焊室抽气达到高真空状态。在高真空中钎焊加热循环始终要使温度刚好低于汽化开始的温度。逐渐地送进足量的高纯度氩气、氦气，或有时送进氢气，以便平衡在硬钎焊温度不挥发金属的范汽压力。采用这种技术，可以大大地扩大真空硬钎焊可焊的材料范围。

常常在进行高纯度干燥氢气硬钎焊前进行抽真空除气，这是应特别注意的，要除去即使是少量外来的或污染的气体，以确保气氛的高纯度。同样地，在抽真空前通以干燥氢气或惰性气体来驱气，对于在高真空气氛中获得更好的硬钎焊结果有时是有好处的。

有时，有计划在将锆、钛和其他氧气及其他气体亲和力高的元素接近要进行高真空硬钎焊的部件，但并不接触，这些元素称为“吸气剂”，他们能够迅速地吸收存在的很少量的氧气，氮气和其他硬钎焊时从母材中放出来的气体，从而改善了钎焊气氛质量。

由于某些元素在真空中易挥发，因此，真空炉钎焊不适用于含锌、镉、锰、磷等元素含量高的钎料，也不适用于含大量这些元素的母材。

6、特种方法

（1）气相钎焊 气相钎焊是利用非活性有机溶剂（氟化物）被加热沸腾产生的饱和范汽与工件表面接触时凝结放出的潜热而进行加热的。

用加热器将工件液体加热，挥发，使饱和范汽充满容器。工作液体主要是（C3F11）3N，其沸点为215℃，可满足锡铅共晶钎料钎焊温度的要求。当工件进入工作液体饱和范汽时，由于工件温度低，范汽在其表面沉积后冷凝，释放出潜热，进行钎焊加热。为了防止其范汽逸出大气，可使用辅助范汽（三氯二氟乙烷，沸点为47.5℃）。辅助范汽的密度介于工作阻挡层。容器上方装有凝聚用的冷却螺旋管，以防止进入大气。 这种钎焊方法的优点是加热均匀，能精确控制温度，生产率高，钎焊质量高。缺点是氟液价格昂贵。这种钎焊方法可用于钎焊印刷电路板的上的接线柱，在陶瓷基片上钎焊陶瓷片或钎焊芯片基座外部的引线等。

（2）放热反应钎焊 放热反应钎焊是另一种特殊硬钎焊方法。使钎料熔化和流动所需的热量是由放热化学反应产生的。放热化学反应是两个或多个反应物之间的任何反应，并且反应中热量是由于系统的自由能变化而释放的。虽然自然界为我们提供了无数的这类反应，但只有固态或接近于固态的金属与金属氧化物之间的反应才适应于放热反应钎焊装置。 放热反应钎焊，利用很简易的工具和设备。该法利用反应热使邻近或靠近的金属连接而达到一定温度，以致预先放在接头中的钎料熔化并润湿金属交接面的表面。放热反应的特点是不需要专门的绝热装置。故适用于难以加热的部位，或在野外钎焊的场合。目前已存在宇宙空间条件下实现钢管放热反应钎焊的实例。

（3）机械热脉冲劈刀钎焊法 这种方法依靠劈刀来传递热量，加热焊接点。预成型的钎料旋转在两个被焊物（母材）之间，劈刀以一定的压力压在其中一被焊物上，停留片刻使钎料熔化。他能够十分精确地控制由劈刀传给被焊物的热量和焊区的加热时间。劈刀的形状根据被焊物的形状而定，可以是契形、圆柱形或凹槽形。所用的钎料多半是低熔点的软钎料。如果配置适当的自动化设备，可以进行半自动或全自动的焊接。目前这种方法应用在梁式引线晶体管焊接和混合电路中的元件引线焊接及集成电路封盖。 （4）超声波钎焊法 超声波钎焊法是利用超声波振动传入熔化钎料，利用钎料内发生的空化现象破坏和去除母材表面的氧化物，使熔化钎料润湿纯净的母材表面而实现钎焊。其特点是钎焊时不需使用钎剂。 超声波钎焊法常应用于低温软钎焊工艺。随着温度升高，空化破坏加剧。当零件受热超过400℃，则超声波振动不仅使钎料的氧化膜微料脱落，而且钎料本身也会小块小块地脱落。因此，通常先将零件搪上钎料，再利用超声波烙铁进行钎焊。

（5）光学及激光钎焊法 光学钎焊是利用光的能量使焊点处发热，将钎料熔化、浸润被焊零件，填充连接的空隙。目前常用的光学钎焊法有两种。一种是红外灯直接照射，使钎料熔化，他一般用于集成电路封盖。另一种是利用透镜和反射镜等光学系统，将点光源的射线经聚光透镜成平行光束。光束的大小也由一组透镜聚焦调节，光线与被焊物的作用时间长短靠一个特殊的快门来控制。根据不同的设备可以应用在微电子器件内引线焊接和管壳的封装。他所用的钎剂一般是预成型的环形、圆形、矩形、球形的钎料。 激光钎焊法与光学钎焊法的基本原理相同，不同点是光源运用了光量子振荡器。

（6）扩散钎焊法 扩散钎焊法是把互相接触的固态异质金属或合金加热到他们的熔点以下，利用相互的扩散作用，在接触处产生一定深度的熔化而实现连接。当加热金属能形成共晶或一系列具有低熔点的固溶体时，就能实现这样的扩散钎焊。接触处所形成的液态合金在冷却时是连接两种材料的钎料，这种钎焊方法也称“接触一反应钎焊”或“自身钎焊”。当两种金属或合金不能形成共晶时，可在工件间放置垫圈状的其他金属或合金，以同时与两种金属形成共晶，实现扩散钎焊。

扩散钎焊过程可分成三个阶段。首先是接触处在固态下进行扩散。合金接触处附近的合金元素饱和，

但未达到共晶的浓度。接着，接触处达到共晶成分的地方形成液相，促进合金元素的继续扩散，共晶的合金层将随时间增加。最后停止加热，接触处合金凝固。 7、各种焊接方法的比较

钎焊方法种类很多，合理选择钎焊方法的依据是工件的材料和尺寸、钎料和钎剂、生产批量、成本、各种钎焊方法的特点等。表2综合了各种钎焊方法的优缺点及适用范围。 三、钎焊工艺

钎焊生产工艺包括钎焊前工件前表面准备、装配、安置钎料、钎焊、钎后处理等各工序，每一工序均会影响产品的最终质量。 1、工件表面准备

钎焊前必须仔细地清除工件表面的氧化物、油脂、脏物及油漆等，因为熔化了的钎料不能润湿未经清理的零件表面，也无法填充接头间隙。有时，为了改善母材的钎焊性以及提高钎焊接头的抗腐蚀性，钎焊前还必须将零件预先镀覆某种金属层。

（1）清除油污 油污可用有机溶剂去除。常用的有机溶剂有酒精、四氯化碳、汽油、三氯化烯、二氯乙烷及三氯乙烷等。

小批生产时可将零件浸在有机溶剂中清洗干净。大批生产中应用最广泛的是在有机溶剂的范汽中脱脂。此外，在热的碱溶液中清洗也可得到满意的效果。例如钢制零件可浸入70～80℃的10%苛性钠溶液中脱脂，铜和铜合金零件可在50g磷酸三钠，50g碳酸氢钠加1L水的溶液内清洗，溶液温度为60～80℃。零件的脱脂也可在洗涤剂中进行。脱脂后用水仔细清洗。当零件表面能完全被水润湿时，表明表面油脂已去除干净。

对于形状复杂而数量很大的小零件，也可在专门的槽子中用超声波清洗。超声波去油效率高。 （2）清除氧化物 钎焊前，零件表面的氧化物可用机械方法、化学浸蚀法和电化学浸蚀方法进行。 机械方法清理时可采用锉刀、金属刷、砂纸、砂轮、喷砂等去除零件表面的氧化膜。其中锉刀和砂纸清理用于单件生产，清理时形成的沟槽还有利于钎料的润湿和铺展。批量生产时用砂轮、金属刷、喷砂等方法。铝和铝合金、钛合金的表面不宜用机械清理法。

化学浸蚀法广泛用于清除零件表面的氧化物，特别是批量生产中，因为他的生产率比较高，但要防止表面的过浸蚀。适用于不同金属的化学浸蚀液成分列于表3。对于大批量生产及必须快速清除氧化膜的场合，可采用电化学浸蚀法（表4）。

化学浸蚀和电化学浸蚀后，还应进行光泽处理或中和处理，随后在冷水或热水中洗净，并加以干燥。 （3）母材表面镀覆金属 在母材表面镀覆金属，其主要目的是改善一些材料的钎焊性，增加钎料对母材的润湿能力；防止母材与钎料相互作用对接头质量产生不良的影响，如防止产生裂纹，减少界面产生脆性金属间化合物；作为钎料层，以简化装配过程和提高生产率。某些母材的镀覆金属使用的情况列于表5。 表5 预镀覆的使用情况

在母材表面镀覆金属可用不同的方法进行，常用的有电镀、化学镀、熔化钎料中热浸、轧制包覆等。 2、装配和固定

模锻钎焊零件应装配定位，以确保他们之间的相互位置。固定零件的方法很多。对于尺寸小，结构简单的零件，可采用较简单的固定方法，诸如依靠自重、紧配合、流花、翻过、扩口、旋压、镦粗、收口、咬口、弹簧夹、定位销、螺钉、铆钉、点焊、熔焊等。图12列出了典型的零件定位方法。其中紧配合主要用于以铜钎料钎焊钢，其他场合甚少用。滚花、翻过、扩口、旋压、收口、咬口等方法简单，但间隙难以保证均匀；螺钉、铆钉、定位销定位比较可靠，但比较麻烦；点焊和熔焊固定既简单又迅速，但定位点周围往往发生氧化。故应根据具体情况进行选择。对于结构复杂的零件一般采用专用的夹具来定位。对钎焊夹具的要求是夹具材料应具有良好的耐高温和抗氧化性；夹具与零件材料应具有相近的热膨胀系数；夹具应具有足够的刚度，但结构要尽可能简单，尺寸尽可能小，使夹具既工作可靠，又能保证较高的生产效率。

a)重力定位 b)紧配合 c)滚花 d)翻边 e)扩口 f)旋压 g)模煅 h)收口 i )咬边 j)开槽和弯边

k)夹紧 l)定位销 m)螺钉 n)铆接 o)点焊 3、钎料的放置

在各种钎焊方法中，除火焰钎焊和烙铁钎焊外，大多数是将钎料即告安置在接头上的。安置钎料时应尽可能利用钎料的重力作用和间隙的毛细作用来促进钎剂料填潢间隙。图13a、b所示环状钎料的安置方式是合理的。为避免钎料沿平面流失，应将钎料放在稍高于间隙的部位。为了完全防止钎料沿法兰平面流失，可采用图13c、d形式的接头。在图13e、f中工件是水平放置的，必须使钎料紧贴接头，方能依靠毛细作用吸入缝隙。对于紧密配合和搭接长度大的接头可采用图13g、b形式，即在接头上开出钎料安置槽。 膏状钎料应直接涂在钎焊处；粉末状钎料可用粘结剂调合后粘附在接头上。 4、涂阻流剂

为了完全防止钎料流失，有时需要涂阻流剂。阻流剂主要是由氧化物，如氧化铝、氧化钛或氧化镁等稳定氧化物与适当的粘接剂组成。钎焊前将糊状阻流剂涂在邻近接头的零件表面上。由于钎料不能润湿这些物质，故被阻止流动。钎焊后再将他去除。阻流剂在保护气氛炉中钎焊和真空炉中钎焊中用得很广。 5、钎焊工艺参数

钎焊过程的主要工艺参数是钎焊温度和保温时间。钎焊温度通常选为高于钎料液相线温度25～60℃，以保证钎料能填潢间隙，但有时也发生例外。例如对某些结晶温度间隙宽的钎料，由于在液相线温度以下已有相当量的液相存在，具有一定的流动性。这时，钎焊温度可以等于或稍低于钎料液相线温度对于某些钎料，如镍基钎料，希望钎料与母材发生充分地反应，钎焊温度可能高于钎料液相线温度100℃以上。 钎焊保温时间视工件大小，钎料与母材相互作用的剧烈程度而定。大件的保温时间应长些，以保证加热均匀。钎料与母材作用强烈的，保温时间要短。一般说来，一定的保温时间是促使钎料与母材相互扩散，形成牢固结合所必需的，但垞的保温时间将导致溶蚀等缺陷的发生。 6、钎焊后清洗

钎剂线渣大多数对钎焊接头起腐蚀作用，也妨碍对钎缝的检查，常需清除干净。

软钎剂松香不会起腐蚀作用，不必清除。含松香的活性钎剂残渣不溶于水，可用异丙醇、酒精、汽油、三氯乙烯等有机溶剂除去。

由有机酸及盐组成的钎剂，一般都溶于水，可采用热水洗涤。若为由凡士林调制的膏状钎剂，则可用有机溶剂去除。

由无机酸组成的软钎剂溶于水，因此可用热水洗涤。含碱金属及碱土金属氯化物的钎剂（例如氯化锌），可用2%盐酸溶液洗涤，其目的是溶解不溶于水的金属氧化物与氯化锌相互作用的产物。为了中和盐酸，再用含少量NaOH的热水洗涤。若为由凡士林调成的含氯化锌的钎剂，则可先用有机溶剂清除残留的油脂，再用上述方法洗涤。

硬钎焊用的硼砂和硼酸钎剂残渣基本上不溶于水，很难清除，一般用喷砂去除。比较好的方法是将已钎焊的工件在热态下放入水中，使钎剂残渣开裂而易于去除，但这种方法不适用于所有的工件；也可将工件放在70～90℃的2%～3%重铬酸钾溶液中较长时间清洗。

含氟硼酸钾或氟化镓的硬钎剂（如剂102）残渣可用水煮或在10%柠檬酸热水中清除。

铝用软钎剂残渣可用有机溶剂（例如甲醇）清除。铝用硬钎剂残渣对铝具有很大的腐蚀性，钎焊后必须清除干净。下面列出了一些清洗方法，可以得到较好的效果。如有可能，可将热态工件放入冷水中，使钎剂残渣崩裂。

1）60～80℃热水中浸泡10min，用毛刷仔细清洗钎缝上的残渣，冷水冲洗，HNO315%水溶液中浸泡约30min，再用冷水冲洗。

2）60～80℃流动热水冲洗10～15min。放在65～75℃，CrO32%，H3PO45%水溶液中浸泡5min，再用冷水冲洗，热水煮，冷水浸泡8h。

3）60～80℃流动热水冲洗10～15min，流动冷水冲洗30min。放在草酸2%～4%、NaF1%～7%、海鸥牌洗涤剂0.05%溶液中浸泡5～10min，再用流动冷水冲洗20min，然后放在HNO310%～15%硝酸溶液中浸泡5～

10min，取出后再用冷水冲洗。

对于有氟化物组成的无腐蚀性铝钎剂，可将工件放在7%草酸，7%硝酸组成的水溶液中，先用刷子刷洗耳恭听钎缝，再浸泡1.5h，取出后用冷水冲洗。

四、钎焊接头设计

设计钎焊接头时，首先应考虑接头的强度，其次还要考虑如何保证组合件的尺寸精度，零件的装配定位、钎料的安置、钎焊接头的间隙等工艺问题。 1、钎焊接头的基本形式 用钎焊连接时，由于钎料及钎缝的强度一般比母材低，若采用对接的钎焊接头，则接头强度比母材差，因而对接接头不能保证接头具有与母材相等的承载能力，钎焊接头大多采用搭接形式，他可以通过改变搭接长度达到钎焊接头与母材等强度。搭接接头的装配同对接接头相比也比较简单。

在生产实践中，对采用银基、铜基、镍基等强度较高的钎料钎焊接头，搭接长度通常取为薄件厚度的2～3倍；对用锡铅等软钎料钎焊的接头，可取为薄件厚度的4～5倍，但不希望搭接长度大于15mm。因为此时钎料很难填满间隙，往往形成大量缺陷。由于工件的形状不同，搭接接头的具体形式各不相同。 1）平板钎焊接头如图14所示，其中图14a、b、c是对接形式。当要求两个零件连接后表面平齐，而又能承受一定负载时，可采用图14b、c的形式。这时对零件的加工要求较高。其他接头有形式的是搭接接头，有的是搭接和对接的混合接头。随着钎焊面积的增大，接头承载能力也可提高。图14j是锁边接头，适用于薄件。

2）管件钎焊接头形式如图15所示。当零件在连接后的内孔径要求相同时，采用图15a形式当两个零件在连接后的外径要求相同时，采用15b形式；当接头的内外径都允许有差别时，可采用图15c形式。 3）T形和斜角钎焊接头如图16所示。对T形接头来说，为增加搭接面积，可将图16a、b改为c、d的形式；对楔角接头可采用图16g、h形式来代替图16e、f形式；图16i、j形式的搭接面积更大；图16k主要用于薄件的钎焊。

4）端面接头，特别是承压密封接头采用图17形式。这种接头具有较大的钎焊面积，发生漏泄的可能性可减小。

5）管或棒与板的接头形式如图18所示。图18a管板接头形式较少用，常以18b、c、d形接头替代。图18e形接头可用图18f、g、h形接头替代。当板较厚时，可采用图18i、j、k形接头。

6）线接触接头形式如图19所示。这种接头的间隙有时是可变的，毛细力只在有限的范围内起作用，接头强度不是太高。这种接头主要用于钎缝受压，或受力不大的结构。

2、接头的工艺性设计

接头的工艺性设计包括接头的装配定位，安置钎料，限制钎料流动等。工艺孔是为满足工艺上的要求而在接头上开的孔。这对于密闭容器尤为重要。因为钎焊时容器内的空气受热膨胀，阻碍钎料的填隙，也可能使已填满间隙的钎料重新排出，形成不致密性缺陷。故密闭容器必须开工艺孔（图20a）。对于其他接头，为使受热膨胀的空气逸出，也应开设类似的工艺孔（图20b、c）。

3、接头间隙

钎焊时是依靠毛细力作用使钎料填满间隙的，因此必须正确地选择接头间隙。间隙的大小在很大程度上影响钎缝的致密性和接头强度。表6列出了在钎焊温度下常用的接头间隙范围。间隙过小，钎料流入困难，在钎缝内形成夹渣或未钎透，导致接头强度下降；接头间隙过大，毛细作用减弱，钎料不能填满间隙，也会使接头的致密性变坏，强度下降。

五、钎焊接头的质量检验 1、钎焊接头的缺陷

钎焊后的工件必须检验，以判定钎焊接头是否符合质量要求。钎焊接头的缺陷与熔焊接头相比，无论在缺陷的类型、产生原因或消除方法等方面都有很大的差别。钎焊接头内常见的缺陷及其成因如下： （1）填隙不良，部分间隙未被填满 产生原因：

1）接头设计不合理，装配间隙过大或过小，装配时零件歪斜。

2）钎剂不合适，如活性差，钎剂与钎料熔化温度相差过大，钎剂填缝能力差等；或者是气体保护钎焊时，气体纯度低，真空钎焊时，真空度低。

3）钎料选用不当，如钎料的润湿作用差，钎料量不足。 4）钎料安置不当。

5）钎焊前准备工作不佳，如清洗不净等。 6）钎焊温度过低或分布不均匀。 （2）钎缝气孔 产生原因： 1）接头间隙选择不当。 2）钎焊前零件清理不净。

3）钎剂去膜作用和保护气体去氧化物作用弱。 4）钎料在钎焊时析出气体或钎料过热。 （3）钎缝夹渣 产生原因： 1）钎剂使用量过多或过少。 2）接头间隙选择不当。 3）钎料从接头两面填缝。

4）钎料与钎剂的熔化温度不匹配。 5）钎剂比重过大。 6）加热不均匀。

（4）钎缝开裂 产生原因

1）由于异种母材的热膨胀系数不同，冷却过程中形成的内应力过大。 2）同种材料钎焊加热不均匀，造成冷却过程中收缩不一致。 3）钎料凝固时，零件相互错动。 4）钎料结晶温度间隔过大。 5）钎缝脆性过大。

（5）母材开裂 产生原因 1）母材过烧或过热。

2）钎料向母材晶间渗入，形成脆性相。

3）加热不均匀或由于刚性夹持工件而引起过大的内应力。 4）工件本身的内应力而引起的应力。

5）异种母材的热膨胀系数相差过大，而其延性又低。 6）钎料流失

（6）钎料流失 产生原因：

1）钎焊温度过高，保温时间过长。 2）母材与钎料之间的作用太剧烈。 3）钎料量过大。

2、钎焊接头缺陷的检验方法

钎焊接头缺陷的检验方法可分为无损检测和破坏性试验。日常生产中广泛采用无损检测。破坏性检测只用于重要结构的钎焊接头的抽样检验。

（1）外观检查 外观检查是用肉眼或低倍放大镜检查钎焊接头的表面质量，如钎料是否填满间隙，钎缝外露的一端是否形成圆角，圆角是否均匀，表面是否光滑，是否有裂纹，气孔及其他外部缺陷。外观检查是一种初步的检查，根据技术条件规定，再进行其他的无损检测。

（2）表面缺陷检验 表面缺陷检验法包括荧光检验、着色检验和磁粉检验。他们用来检查发现不了的钎缝表面缺陷，如裂纹、气孔等。荧光检验一般用于小型工件的检查，大工件则用着色探伤法。 磁粉检验法只用于磁性我属。

（3）内部缺陷检验 采用一般的X射线和ϒ射线是检验重要工件内部缺陷的常用方法，他可以显示纤缝中的气孔、夹渣、未纤透以及钎缝和母材的开裂等。对于钎焊接头，由于钎缝很薄，在工件较厚的情况下常用设备灵敏度不够而不能发现缺陷，使其应用受到一定的限制。 超声波检验所能发现的缺陷范围与射线检验相同。

钎焊结构的致密性检验常用方法有一般的水压试验、气密试验、气渗透试验、煤油渗透试验和质谱实验等方法。其中水压试验用于高压容器；气密试验及渗透试验用于低压容器；煤油渗透试验用于不受压容器；质谱实验用于真空密封接头。

钎焊接头检验方法一般都在产品技术条件中加以规定。另外，一些破坏性的检验方法包括金相检验、剥离试验、拉伸与剪切试验、扭转试验等。 钎焊材料1

焊接服务平台 发表于 2007-12-21 8:51:11

一、概述

为了满足接头性能和钎焊工艺的要求，钎料一般应满足以下几项基本要求： 1）合适的熔化温度范围，通常情况下它的熔化温度范围要比母材低； 2）在钎焊温度下具有良好的润湿性能和辅展性能，能充分填充接头间隙； 3）与母材的物理、化学作用应保证它们之间形成牢固的结合；

4）成分稳定，尽量减少钎焊温度下元素的烧损或挥发，少含或不含稀有金属和贵重金属； 5）能满足钎焊接头物理、化学及力学性能等要求。

钎料按供货要求可制成带、丝、铸条、非晶态箔材、普通箔材、粉末状、膏状、含钎剂芯管材（丝材）、药皮钎料、胶带状纤料等。

钎剂的作用是去除母材和液态钎料表面上的氧化物，保护母材和钎料在加热过程中不被进一步氧化以及改善钎料在母材表面的润湿性能。因此，钎剂必须具有足够的去除母材及钎料表面氧化物的能力；熔化温度及最低活性温度应稍低于钎料的熔化温度；在钎焊温度下具有足够的润湿能力。

钎剂分为软钎剂与硬钎剂两大类、按特殊用途又可再分为铝用钎剂、粉末状钎剂、液体钎剂、气体钎剂、膏状钎剂，免清洗钎剂等。 二、软钎料

钎焊材料2

焊接服务平台 发表于 2007-12-21 8:59:05

三、硬钎料

钎焊温度高于450℃以上的钎料称为硬钎料。硬钎料由于强度相对较高，可用于钎焊变力构件，如钎焊钢和Cu及其合金的Ag基钎料和Cu基钎料，钎焊Al用的Al基钎料等，已在生产中得到广泛地应用。在高温工作场合，Ni基、Mn基钎料越来越受到重视。在某些重要场合，Au基、Pb基等贵金属钎料仍是必不可少的连接材料。 1、Ag钎料

Ag钎料主要指Ag-Cu-Zn-Cd、Ag-Cu-Zn及Ag-Cu系钎料w(Ag)一般在10%～90%范围内。Ag钎料是应用很广的硬钎料，具有良好的钎焊接头强度、塑性、导热性、导电性和抗腐蚀性，广泛地应用于钎焊铜及其合金、钢及不锈钢、镍及其合金等材料。

Ag钎料中有时加入Sn、Mn、Ni、Li及Al等元素以满足不同的钎焊工艺要求。近年来，研究开发子网掩码含ln-Ag钎料，由于其具有优良的润湿性、铺展性和填缝性，在铜与钢的钎焊中得到了很好的应用。

2、Cu钎料

Cu基钎料常用的是铜锌系和铜磷系钎料，此外还有铜锗钎料和其他铜基钎料。

1）铜锌系钎料 GB/T6418-1993《铜基钎料》中所列的铜和铜锌钎料化学成分及熔化温度。 2）铜磷钎料 铜磷钎料是以Cu-P系和Cu-P-Ag系为主的钎料。在钎焊纯铜时可以不用钎剂，在电气、电机制造业和制冷行业得到了广泛的应用。

由于铜磷钎料中含有较高的磷，因此不能钎焊钢、镍合金以及w(Ni)超过的镍铜合金。 GB/T6418-1993《铜基钎料》中所列的铜磷钎料化学成分及熔化温度。

3）铜锗钎焊 铜锗钎料的特点是蒸气压低，可用来钎焊铜和可伐合金等，主要用于电真空器件的纤焊。

4）高温铜基钎料 普通银钎料和铜基钎料的强度随温度的升高而下降，不能满足在较高温度下工作的要求，在铜中加入Ni和Cu可提高钎料的耐热性能，钽钎料的熔化温度也相应的有所提高。

3、Al基钎料

Al基钎料用来钎焊铝和铝合金。它主要以铝硅合金为基，有时加入Cu、Zn、Ge等元素以满足工艺性

能的要求。在铝硅合金中加入w(Mg)为1%～1.5%，可用于铝合金的真空钎焊。

Al基钎料还可制成双金属复合板，即在基体金属一侧或两侧复合板厚为5%～10%的钎料，以简化装配

过程。双金属复合板适用于钎焊大面积或接头密集的部件，如各种散热器、冷却器等。

4、Mn基钎料

Mn基钎料的延性好，对不锈钢，耐热钢具有良好的润湿能力，钎缝有较高的室温和高温强度，中等的抗氧化性的耐腐蚀性，钎料对母材无明显的熔蚀作用。在Mn基钎料中加入Cr、Co、Cu、Fe、B等元素可降低钎料的熔化温度，改善工艺性能和提高抗腐蚀性等。Mn在国内资源丰富，价格较低，但Mn基钎料的蒸气压高，抗腐蚀性不够高，它适用于在低真空及保护气氛下钎焊在500℃左右长期工作的不锈钢和耐热

钢部件。 5、Ni基钎料

Ni基钎料具有优良的抗腐蚀性和耐热性，用它钎焊的接头可以承受的工作温度高达1000℃。Ni基钎料常用于钎焊奥氏体不锈钢、双相不锈钢、马氏体不锈钢、Ni基合金和钴基合金等。也可用于碳钢和低合

金钢的钎焊。Ni基钎料的钎焊接头在液氧、液氮等低温介质内也有满意的性能。

Ni基钎料内常加的元素有Cr、Si、B、Fe、P和C等。Cr的主要作用是增大抗氧化、抗腐蚀能力及提高钎料的高温强度；Si可降低熔点，增加流动性。 B和P是降低猿粒熔点的主要元素，并能改善润湿能力和铺展能力。C可以降低钎料的熔化温度而对高温强度没有多大的影响。少量的Fe可以提高钎料的强度。Ni基钎料中含有较多的Si、B、P等非金属元素，比较脆，常以粉末状使用，但近年来已研制成非晶态箔

状钎料。

Ni基钎料特别适用于真空系统和真空管的钎焊，因为钎料的蒸气压很低。Ni基钎料中不得含有Ag、Cd、Zn或其他高蒸气压元素。应该指出，当P与某些元素化后，这些化合物具有极低的蒸气压，因而可允

许在1065℃和真空度为0.135Pa下进行真空焊。

Bni74CrSiB钎料广泛地用于高强度合金和耐热合金的钎焊，可用于钎接涡轮叶片、喷气发动机零件、

高应力的平板金属结构以及其他高应力部件。

Bni85CrSiB钎料是一种低碳的镍铬硼硅钎料，除其最大w(C)0.06%外，其化学成分与Bni74CrSiB一

致。这种钎料也可用于高温喷气发动机零件。

Bni82CrSiB钎料的性能和用途与Bni74CrSiB相似，但能在较低的温度下进行钎焊，且有较好的流动

性的扩散性能。

Bni92CrSiB钎料是一种耐热性能良好的钎料，适用于较低温度下钎焊高应力零件。它的使用与

Bni74CrSiB相似，在保护气体中，或在间隙很小或大面积的接头上都有良好的铺展性。

Bni98CrSiB钎料与Bni92CrSiB相似，用这种钎料可以形成较大和塑性较好的角接钎缝，也能用来钎

焊具有相当大间隙的接头。

Bni71CrSi钎料用于钎焊在高温下工作的高强度和抗氧化合金接头，其应用范围与Bni74CrSiB相似。

此外，Bni71CrSi还可用于钎焊某些不允许含硼的核部件。

Bni89P钎料流动性很好，与大多数Ni基或铁基金属只产生较小的溶蚀。这种钎料在保护气体中使用

以及在放热性气体中钎焊低铬钢，结果都很好。

Bni76CrP钎料用于钎焊峰窝结构、薄壁管组件以及其他在高温下使用的结构。由于Bni76CrP与Fe基和Ni集合金的溶解性小。因而能控制溶蚀。在相当低的钎焊温度下，钎焊耐热母材可以得到牢固的防漏的接头。推荐用于钎焊不允许含硼的各种核部件，炉中钎焊可以获得良好的结果。增加钎焊温度下的时间，

可以提高塑性。

Bni66MnSiCu钎料最初是由于它与Ni的相互作用很小，并且具有良好的钎焊性能而发展起来的。后来发现也适合于钎料航空工业的蜂窝结构和其他不锈钢材料与耐腐蚀材料，由于这种钎料含有相当多的Mn，故应遵守特别的钎焊工艺。因为Mn比Cr更容易氧化，因而氢气、氩气和氦气等钎焊气体必须纯净而十分干燥。在真空环境下，真空压力必须很低，漏气速率必须很小，以确保很低的氧分压。应当指出，当Mn在保护气体中氧化或当Mn在真空中蒸发或氧化时，Bni66MnSiCu钎料的化学成分和熔化特性都会发生变化。

但是，保护气体中，Mn的影响不致构成问题。

各钎料的具体用途如下：

AMDRY DF3具有良好的抗氧化性和抗硫化性，特别适用于在氧化和燃烧的环境下工作的工件。钎料具

有良好的流动性和铺展性，适用于钎焊小间隙和钎补裂纹。用于各种Ni基和铁Ni基合金。 AMDRY DF4B因含大量的Ta和Al，特别适用于钎焊沉淀强化Ni基合金，也可以与等离子喷涂粉NiCrAlY

掺和作为表面修复用。

AMDRY DF5由等离子喷涂粉NiCrAlY加B而形成的钎料，具有极好的抗氧化性和抗腐蚀性，用于钎补

小裂纹和修复表面。

AMDRY DF6钎料用来钎焊Ni基合金MA754和956，氧化物称为散强化合金（ODS）。

AMDRY DF915B2钎料在钎焊时由于B的迁移，可使钎缝在重熔温度大大提高。适用于钎焊马氏体时效

钢和沉淀强化Ni基合金。接头的工件温度可高达1149℃。

上述钎料按表所述工艺参数钎焊后，再经过约1066℃扩散处理，使B充分地从钎缝向母材适移，从而

获得与母材性能一致的钎焊接头。

6、Au基钎料

高温Au基钎料主要由Au\\Cu和Ni等元素组成。这类钎料耐热性和抗氧化性优良，对Fe、Ni、Co基耐热合金润湿性好，溶蚀倾向小。钎料强度高，塑性好，广泛地用于Fe、Ni、Co基合金薄壁构件的钎焊。由于钎料中不含挥发元素，导电性高，热稳定性高，在电真空器件上、高温工程以及工作温度高的直空电

子管上获得应用。这类钎料可在低于650℃情况下可靠工作。

7、含Pd钎料

钎料合金中含有合金元素Pd的钎料通称为含Pd钎料。

银铜钎料中添加Pd，大大提高了钎料的润湿性、充满接头间隙能力和接头的工作温度.含Pd的银铜钎料可在427℃下可靠工作，接头的耐蚀性能较银铜钎料显著增加。在银锰或镍锰钎料中加入Pd，钎焊接头

的强度、耐热性可接近Ni基钎料，而接头的塑性及抗冲击性能比Ni基钎料优越得多。

含Pd钎料的优点是有良好的润湿性和流动性，蒸气压低，接头强度高、塑性好，对基体金属的溶蚀倾向小。适用于Ni基、Co基、Ti基等耐热合金、硬质合金、不锈钢等材料的钎焊，主要用于高温工艺装

置、电真空和宇航工业部门。

8、真空级钎料

真空级钎料主要用于电子器件等要求有极佳运行特性和较长的工作寿命部件的钎焊。真空级钎料对除主元素之外的杂质元素要求比普通钎料要严格的多，且对钎焊时钎料的溅散性和钎焊部位的清洁性亦有严

格要求。我国目前正式列入国家标准的有5种钎料。

9、其他钎料

近年来，新材料、新工艺大量涌现，对新的钎焊材料的需求越来越高，现有的常规品种已无法满足需

要，因此不断研究开发出许多新型钎料来并投放市场试用。

（1）Ti基钎料是Ti和Ni、Cu、Be、Zr等元素制成的许多不同熔化温度的钎料。这类钎料可润湿多种难熔金属、石墨、陶瓷、宝石等材料。钎料抗氧化性能强。钎缝可承受高于800℃的温度。某些钎料和无

水肼还有极好的相容性。

Ti基钎料可用于Ti、W、Mo、Ba、Nb、石墨、陶瓷、蓝宝石等材料的钎料。钎料极脆，多以粉末状态供应。BTi70CuNi钎料具有较低的钎焊温度，可在氩气或真空中钎焊，特别适宜高频感应钎焊钛及钛合金，

接头具有较高的高温强度，在430℃时，接头抗剪温度可达300MPa，而Bag91Al钎料的抗剪强度只有89MPa。 （2）Fe基钎料含有Cr、Ni、Mn、Ti、B等元素，可用来钎焊硬质合金与高速钢刀具，钎缝具有一定的

耐热性能与热稳定性，但钎缝塑性较差。

Fe基钎料价格便宜， 一般以粉末状供应。W(P)10%的铁基钎料，具有十分好的自钎性能。W(Ti)40%

的Fe基钎料，耐热性极佳，可钎焊在高温条件下不受力的构件。

（3）Co基钎料是以Co为基体并加入Rh、Cr、W、B、Si等金属制成的钎料，Bco70CrWBSi钎料接头强

度高，抗蚀性好，可在炉中钎焊高温下工作的耐热合金零部件。

（4）Pt基钎料是Pt与Au、Ir、Cu、Ni、Pd等金属制成的钎料，可以很好地润湿W、Mo等金属。钎料具有良好的抗氧化性能和高温性能。Pt基钎料可以钎焊钨丝与钼丝，在电子工业中很有使用价值。 （5）膏状钎料 膏状钎料是将钎料制成粉末状（一般为75～150um或更细）加入钎剂、润湿剂和其他化学试剂制成的膏状体。从理论上讲，可将Cu-P-(Ag)、AISi、Ag-Cu-Zn、Ni基、Mn基等任何一种或一类硬钎料制成膏状钎料。随着自动化钎焊技术的不断提高，对膏状钎料的需求量也日益增长，国内有许多单

位已经能批量生产各种膏状钎料。

10、钎料的选择

钎料的选用应从使用要求、钎料与母材的相互匹配以及经济角度等方面进行全面考虑。

从使用要求出发，对钎焊接头强度要求不高和工作温度要求不高的，可用软钎焊。对在低温下工作的接头，应使用含Sn量低的钎料。要求高温强度和抗氧化性好的接头宜用Ni基钎料，但含B的钎料不适用

于核反应棒。

对要求抗腐蚀性好的铝钎焊接头，应采用铝硅钎料钎焊，Al的软钎焊接头应采用保护措施。用Sn92AgSbCu和Sn84.5AgSb钎料钎焊的铜接头的抗腐蚀性比用AgPb97钎料钎焊的好，前者可用于在较高温

度和高温强度条件下工作的工件。

对要求导电性好的电气零件，应选用含Sn量高的SnPb钎料或含Ag量高的Ag基钎料，真空密封接头

应采用真空级钎料。

选择钎料时，应考虑钎料与母材的相互作用。铜磷钎料不能钎焊钢和镍，因为会在界面生成极脆的磷化物相。镉基钎料钎焊铜时，很容易在界面形成脆性的铜镉化合物而使接头变脆。用Bni-1镍基钎料钎焊

不锈钢薄件时，因有溶穿倾向而不予推荐。

选择钎料时还应考虑钎焊加热温度的影响。如对于已调质处理的2Crl3工件，可选用B40AgCuZnCd钎料，使基钎焊温度低于700℃，以免工件发生退火。对于冷作硬化铜材，为了防止母材钎焊后软化，应选

用钎焊温度不超过300℃的钎料。

钎焊加热方法对钎料选择也有一定的影响。炉中钎焊时，不宜选用含易挥发元素，如含Zn、Cd的钎

料。真空钎焊要求钎料不含高蒸气压元素。

此外，从经济观点出发，应选用价格便宜的钎料。如制冷机中铜管的钎焊，使用Ag基钎料固然质量

很好，但是用铜磷银或铜磷锡钎料钎焊的接头也不错，后者的价格要比前者便宜很多。

各种材料组合时所适用的钎料可参阅表6 各种材料的钎焊1

焊接服务平台 发表于 2007-12-21 12:00:58

一、碳钢和低合金钢的钎焊 1、钎焊材料

（1）钎料 碳钢和低合金钢的钎焊包括软钎焊和硬钎焊。软钎焊中应用量广的钎料是锡铅儿料，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FeSn2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1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。

碳钢和低合金钢硬钎焊时，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潢的问题。用纯铜钎焊的碳钢和低合金钢接头具有较高的强度，一般抗剪强度在150～215MPa，而抗拉强度分布在170～340MPa之间。

与纯铜相比，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，银铜站钎料的熔点比铜锌钎料的熔点还低，便于针焊的操作。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。采用银铜锌钎料钎焊碳钢和低合金钢，可获得强度和塑性均较好的接头，具体数据列于表2中。

（2）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剂。这种钎剂的残渣一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，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蒸气。

当采用银铜锌钎料时，可选择FB102、FB103和FB104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。 2、钎焊技术

采用机械或化学方法清理待焊表面、确保氧化膜和有机物彻底清除。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。

采用各种常见的钎焊方法均可进行碳钢和低合金钢的钎焊。火焰钎焊时，宜用中性或稍带还原性的火焰，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。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。 钎剂的残渣可以采取化学或机械的方法来清除。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；硼酸和硼酸钎剂的残渣不易清除，只能用机械方法或在涨水中长时间浸煮解决。 二、工具钢和硬质合金的钎焊 1、钎焊材料

（1）钎料 钎焊工具钢和硬质合金通常采用纯铜、铜锌和银铜钎料。纯铜对各种硬质合金均有良好的润湿性，但需在氢的还原性气氛中钎焊才能得到最佳效果。同时，由于钎焊温度高，接头中的应力较大，导致裂纹倾向增大。采用纯铜钎焊的接头抗剪强度约为150MPa，接头塑性也较高，但不适用于高温工作。

铜锌钎料是钎焊工具钢和硬质合金最常用的钎料。为提高钎料的润湿性和接头的强度，在钎料中常添加Mn、Ni、Fe等合金元素。例如B-Cu58ZnMn中就加有w(Mn)4%,使硬质合金钎焊接头的抗剪强度在室温达到300～320MPa；在320℃时仍能维持220～240MPa。在B-Cu58ZnMn的基础上加入少量的Co，可使钎焊接头的抗剪强度达到350MPa，并且具有较高的冲击韧度和疲劳强度，显著提高了刀具和凿岩工具的使用寿命。

银铜钎料的熔点较低，钎焊接头产生的热应力较小，有利于降低硬质合金钎焊时的开裂倾向。为改善钎料的润湿性并提高接头的强度和工作温度，钎料中还常添加Mn、Ni等合金元素。例如B-Ag50CuZnCdNi钎料对硬质合金的润湿性极好，钎焊接头具有良好的综合性能。

除上述3种类型的钎料外，对于工作在500℃以上且接头强度要求较高的硬质合金，可以选用Mn基和Ni基钎料，如B-Mn50NiCuCrCo和B-Ni75CrSiB等。对于高速钢的钎焊，应选择钎焊温度与淬火温度相匹配的专用钎料，这种钎料分为两类，一类为锰铁型钎料，主要由锰铁及硼砂组成，所钎焊的接头抗剪强度一般为100MPa左右，但接头易出现裂纹；另一类含Ni、Fe、Mn和Si的特殊铜合金，用它钎焊的接头不易产生裂纹，其抗剪强度能提高到300MPa。

（2）钎剂和保护气体 钎剂的选择应与所焊的母材和所选的钎料相配合。工具钢和硬质合金钎焊时，所用的钎剂主要以硼砂和硼酸为主，并加入一些氟化物（KF、NaF、CaF2等）。铜锌钎料配用FB301、

FB302和FB105钎剂，银铜钎料配用FB101～FB104钎剂。采用专用钎料钎焊高速钢时，主要配用硼砂钎剂。

为了防止工具钢在钎焊加热过程中的氧化和免除钎焊后的清理，可以采用气体保护钎焊。保护气体可以是惰性气体，也可以是还原性气体，要求气体的露点应低于-40℃.硬质合金可在氢所保护下进行钎焊，所需氢气的露点应低于-59℃。 2、钎焊技术

工具钢在钎焊前必须进行清理，机械加工的表面不必太光滑以便于材料和钎剂的润湿和铺展。硬质合金的表面在钎焊前应经喷砂处理，或用碳化硅或金刚石砂轮打磨，清除表面过多的碳，以便于钎焊时被钎料所润湿。含碳化钛的硬质合金比较难润湿，通过在其表面上新途径敷氧化铜或氧化镍膏状物，并在还原性气氛中烘烤使铜或镍过渡到表面上去，从而增加强钎料的润湿性。

碳素工具钢的钎焊最好在淬工序前进行或者同时进行。如果在淬火工序前进行钎焊，所用钎料的固相线温度应高于淬火温度范围，以使焊件在重新加热到淬火温度时仍然具有足够高的强度而不致失效。当钎焊和淬火合并进行时，选用固相线温度接近淬火温度的钎料。

合金工具钢的成分范围很宽，应根据具体钢种确定适宜的钎料、热处理工序以及将钎焊和热处理工序合并的技术，从而获得良好的接头性能。

高速钢的淬火温度一般高于银铜和铜锌钎料的熔化温度，因此需在钎焊前进行淬火，并在二次回火期间或之后进行钎焊。如果必须在钎焊后进行淬火，只能选用前述的专用钎料进行钎焊。钎焊高速钢刀具时采用焦炭炉比较合适，当钎料熔化后，取出刃具并立即加压，挤出多余的钎料，再进行油淬，然后在550～570℃回火。

硬质合金刀片与钢制刀杆钎焊时，宜采取加大钎缝间隙和在钎缝中施加塑性补偿垫片的方法，并在焊后进行缓冷，以减小钎焊应力，防止裂纹产生，延长硬质合金刀具组件的使用寿命。

纤焊后，焊件上的钎剂残渣先用热水冲洗或用一般的除渣混合液清洗，随后用合适的酸洗液酸洗，以清除基体刀杆上的氧化膜。但注意不要使用硝酸溶液，以防腐蚀钎缝金属。 三、铸铁的钎焊 1、钎焊材料

（1）钎料 铸铁钎焊主要采用铜锌钎料和银铜钎料，常用的铜锌钎料牌号为B-Cu62ZnNiMuSiR、B-Cu60ZuSnR和B-Cu58ZnFeR等，所钎焊的铸铁接头抗拉强度一般达到120～150MPa，在铜锌钎料的基础上，添加Mn、Ni、Sn和Ai等元素，可使钎焊接头与母材等强度。

银铜钎料的熔化温度低，钎焊铸铁时可避免产生有害的组织，钎焊接头的性能好，尤其是含Ni的钎料，如B-Ag50CuZnCdNi和B-Ag40CuZnSnNi等，增强了钎料与铸铁的结合力，特别适合于球墨铸铁的钎焊，可使接头与母材等强度。

（2）钎剂 采用铜锌钎焊铸铁时，主要配用FB301和FB302钎剂，即硼砂或硼砂与硼酸的混合物。此外，采用H3BO340%、Li2CO316%、Na2CO324%、NaF7.4%和NaC112.6%组成的钎剂效果更好。

采用银铜钎料钎焊铸铁时，可选择FB101和FB102等钎剂，即硼砂、硼酸、氟化钾和氟硼酸钾的混合物。

2、钎焊技术

钎焊铸铁前，应仔细清除铸件表面上的石墨、氧化物、砂子及油污等杂物。清除油污可采用有机溶剂擦洗的方法，而石墨、氧化物的清除可采用喷砂或喷丸等机械方法，也可采用电化学方法。此外，还可用氧化火焰灼烧石墨而将其去除。

钎焊铸铁可采用火焰、炉中或感应等加热方法、由于铸铁表面上易形成SiO2，使保护气氛中的钎焊效果不好，帮一般都使用钎剂进行钎焊。用铜锌钎料钎焊较大的工件时，应先在清理好的表面上撒一层钎剂，然后把工件放进炉中加热或用焊炬加热。当工件加热到800℃左右时，再加入补充钎剂，并把它加热到钎焊温度，再用针料在接头边缘刮擦，使钎料熔化填入间隙。为了提高钎缝强度，钎焊后要在700～750℃进行20min的退火处理，然后进行缓慢冷却。 钎焊后过剩的钎剂及残渣采用温水冲洗即可清除。如果难以去除，则可先用10%的硫酸水溶液或5%～10%的磷酸水溶液清洗，然后再用清水洗净。 四、不锈钢的钎焊

1、钎焊性

不锈钢钎焊中的首要问题是表面存在的氧化膜严重影响钎料的润湿和铺展。各种不锈钢中都含有相当数量的Cr，有的还含有Ni、Ti、Mn、Mo、Nb等元素，它们在表面上能形成多种氧化物甚至复合氧化物。其中，Cr和Ti的氧化物Cr2O3和TiO2相当稳定，较难去除。在空气中钎焊时，必须采用活性强的钎剂才能去除它们；在保护气氛中钎焊时，只有在低露点的高纯气氛和足够高的温度下，才能将氧化膜还原；真空钎焊时，必须有足够高的真空度和足够高的温度才能取得良好的钎焊效果。

不锈钢钎焊的另一个问题是加热温度对母材的组织有严重影响。奥氏体不锈钢的钎焊加热温度不应高于1150℃，否则晶粒将严重长大；若奥氏体不锈钢不含稳定元素Ti或Nb而含碳量又较高，还应避免在敏化温度（500～850℃）内钎焊。以防止因碳化铬的析出而降低耐蚀性能。马氏体不锈钢的钎焊温度选择要求更严，一种是要求钎焊温度与淬火温度相匹配，使钎焊工序与热处理工序结合在一起；另一种是要求钎焊温度低于回火温度，以防止母材在钎焊过程中发生软化。沉淀硬化不锈钢的钎焊温度选择原则与马氏体不锈钢相同，即钎焊温度必须与热处理制度相匹配，以获得最佳的力学性能。

除上述两个主要问题外，奥氏体不锈钢钎焊时还有应力开裂倾向，尤其是采用铜锌钎料钎焊更为明显。为避免应力开裂发生，工件在钎焊前应进行消除应力退火，且在钎焊过程中应尽量使工件均匀受热。 2、钎焊材料

（1）钎料 根据不锈钢焊件的使用要求，不锈钢焊件常用的钎料有锡铅钎料、银基钎料、铜基钎料、锰基钎料、镍基钎料及贵金属钎料等。

不锈钢软钎焊主要采用锡铅钎料，并以含锡量高为宜。因钎料的含锡量越高，其在不锈钢上的润湿性越好。几种常用锡铅钎料钎焊的1Cr18Ni9Ti不锈钢接头的抗剪强度列于表3中，由于接头强度低，只用于钎焊承载不大的零件。

银基钎料是钎焊不锈钢最常用的钎料，其中银铜锌及银铜锌镉钎料由于钎焊温度的母材性能影响不大而应用最为广泛。几种常用银基钎料钎焊的iCr18Ni9Ti不锈钢接头的强度列于表4中，银基钎料钎焊的不锈钢接头很少用于强腐蚀性介质中，接头的工作温度一般也不超过300℃。钎焊不含镍的不锈钢时，为防止钎焊接头在潮湿环境中发生腐蚀，应采用含镍多的钎料，如B-Ag50CuZnCdNi。钎焊马氏体不锈钢时，为防止母材发生软化现象，应采用钎焊温度不超过650℃的钎料，如B-Ag40CuZnCd。保护气氛中钎焊不锈钢时，为去除表面上的氧化膜，可采用含锂的自钎剂钎料，如B-Ag92CuLi和B-Ag72CuLi。真空中钎焊不锈钢时，为使钎料在不含易蒸发的Zn、Cd等元素时仍具有较好的润湿性，可选用含Mn、Ni、Rd等元素的银钎料。

用于不同钢钎焊的铜基钎料主要的纯铜、铜镍和铜锰钴钎料。纯铜钎料主要用在气体保护或真空条件下进行钎焊，不锈钢接头工作温度不超过400℃，但接头抗氧化性不好。铜镍钎料主要用于火焰钎焊和感应钎焊，所钎焊的1Cr18Ni9Ti不锈钢接头的强度如表5所示。可见接头能与母材等强度，且工作温度较高。铜锰钴钎料主要用于保护气氛中钎焊马氏体不锈钢，接头强度和工作温度可与用金基钎料钎焊的接头相匹敌。如采用B-Cu58MnCo钎料钎焊的1Cr13不锈钢接头与用B-Au82Ni钎料钎焊的同种不锈钢接头，二者性能相当（见表6），但生产成本大大降低。

六、铜及铜合金的钎焊 1、钎焊材料

（1）几种常用软钎料用于铜及黄铜软钎焊的接着强度如表10所示。

用锡铅钎料钎焊铜时，可选松香酒精溶液或活性松香和ZnCl2+Nh4Cl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。

（2）硬钎焊用钎料及钎剂 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、B-Ag60CuSn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。几种常用硬钎料用于铜及黄铜硬钎焊的接头性能如表11所示。 七、活性金属的钎焊 1、钎焊材料

（1）钛及基合金很少用软钎料钎焊，硬钎焊所用的钎料主要有银基、铝基、钛基或钛锆基3大类。 银基钎料主要用于工作温度小于540℃的构件。使用纯银钎料的接头强度低，容易产生裂纹，接头的抗腐蚀性及抗氧化性较差。Ag-Cu钎料的钎焊温度比银低，但润湿性随Cu含量的增加而下降。含有少量Li的Ag-Cu钎料，可以改善润湿性和提高钎料与母材的合金化程度。Ag-Li钎料具有熔点低、还原性强等特点，适用于保护气氛中钎焊钛及钛合金，但真空钎焊会因Li的蒸发而对炉子造成污染。Ag-5Al-(0.5～1.0)Mn钎料是钛合金薄壁构件的优选钎料，钎焊接头的抗氧化和抗腐蚀性能好。采用银基钎料钎焊的钛及钛合金接头的抗剪强度如表12所示。

铝基钎料的钎焊温度低，不会引起钛合金发生β相转变，降低了对钎焊类夹具材料和结构的选择要求。这种钎料与母材的相互作用程度低，溶解和扩散也不明显，但钎料的塑性好，容易将钎料和母材轧制在一起，故非常适宜钎焊钛合金散热器、蜂窝结构和层板结构。

钛基或钛锆基钎剂一般都含有Cu、Ni等元素，它们在钎焊时能快速扩散到基体中而与钛反应，造成基体的溶蚀和形成脆性层，因此钎焊时应严格控制钎焊温度和保温时间，尽可能不用于薄壁结构的钎焊。B-Ti48Zr48Be是典型的钛锆钎料。它对钛有良好的润湿性，钎焊时母材无晶粒长大倾向。

（2）锆及基合金钎焊用钎料 锆及基合金用钎焊主要有B-Zr50Ag50、B-Zr76Sn24、B-Zr95Be5等，广泛地应用于核动力反应堆的锆合金管道的钎焊。

（3）钎剂和保护气氛 钛、锆及基合金在真空和惰性气氛（氦、氩）中可获得满意的结果。氩气保护钎焊应使用高纯氩，露点必须是-54℃或更低。火焰钎焊时必须采用含有金属Na、K、Li的氟化物和氯化物的特殊钎剂。 2、钎焊技术

钎焊前必须彻底清理表面，进行脱脂和去除氧化膜。厚氧化膜应当采用机械法、喷砂法或熔融盐浴法去除。薄氧化膜可在含20%～40%硝酸和2%氢氟酸溶液中消除。

Ti、Zr及其合金在钎焊加热时不允许接头表面同空气接触，可在真空或惰性气体保护下进行钎焊，可以采用高频感应加热或保护中加热等方法。小型对称零件最好采用感应加热的方法，而对于大型复杂组件，则采用炉中钎焊比较有利。

用于Ti、Zr及其合金钎焊的加热元件最好选择Ni-Cr、W、Mo、Ta等材料，不能使用以祼露石墨为加热元件的设备，以免造成碳污染。钎焊夹具应选用高温强度好、热膨胀系数与Ti或Zr相近、并与基体金属反应性小的材料。

八、难熔金属的钎焊 1、钎料

凡温度低于3000℃的各种钎料均可用于W的钎焊，其中400℃以下使用的构件可选用铜基或银基钎料；在400～900℃之间使用的构件通常选用金基、锰基、猛基、钯基或钻基钎料；高于1000℃使用的构件，多采用纯金属Nb、Ta、Ni、Pt、Pd、Mo等钎料。铂基钎料钎焊后的构件，基工作温度已经达到2150℃。如果在钎焊后进行1080℃的扩散处理，则最高工作温度可达3038℃。

钎焊W的钎料大多数都可以用于Mo的钎焊，其中400℃以下工作的Mo构件可选用铜基或银基钎料；400～650℃之间工作的电子器件及非结构件，可以使用Cu-Ag、Au-Ni、Pd-Ni或Cu-Ni等钎料；更高温度下工作的构件可采用钛基或其他高熔点的纯金属钎料，应注意的是，一般不推荐使用锰基、钴基和镍基钎料，以避免在钎缝中形成脆性金属间化合物。

Ta或Nb构件在1000℃以下使用时，可以选用铜基、锰基、钴基、钛基、镍基、金基及钯基针剂，其中Cu-Au、Au-Ni、Pd-Ni、Pt-Au_Ni、Cu-Sn钎料对Ta和Nb的润湿性及钎缝成型好，接头强度也比较高。由于银基钎料有使钎焊金属变脆的倾向，应尽可能避免使用。在1000～1300℃之间使用的构件，钎料应选

用与它们形成无限固液体的纯金属Ti、V、Zr或以这些金属为基的合金。使用温度更高时，可选用含Hf的钎料。

W、Mo、Ta、Nb高温钎焊用钎料见表13。 2、钎焊技术

钎焊前要求特别仔细地消除难熔金属表面的氧化物，可以采用机械打磨、喷砂、超声波清洗，也可以进行化学清洗。完成清理工序之后要立即进行钎焊。

由于W的固有脆性，在构件组装操作中应小心处理W零件以免碰断。为了防止形成脆性的碳化钨，应避免W与石墨直接接触。由于焊前加工或焊接而产生的预应力，应在焊前予以消除。W在温度升高时极易氧化，钎焊时要求真空度要足够高，在1000～1400℃的温度范围内进行钎焊时，真空度不能低于8×10-3Pa。为了提高接头的再熔化温度和使用温度可把钎焊过程和焊后的扩散处理结合起来，例如用

B-Ni68Cr20Si10Fel钎料在1180℃下钎焊W，焊后经1070℃/4h、1200℃/3.5h和1300℃/2h的三次扩散处理后，钎焊接头的使用温度可达2200℃以上。

Mo在钎焊接头装配时，应考虑热膨胀系数小这一特点，接头间隙选在0.05～0.13mm范围内为宜。如果使用夹具，要选择热膨胀系数小的材料。火焰钎焊、受控气氛炉、真空炉、感应加热炉和电阻加热超过再结晶温度或由于钎料元素的扩散使再结晶温度降低，都会Mo民生再结晶。因此，钎焊温度接近再结盟晶温度时，钎焊时间越短越好。在Mo的再结晶温度以上钎焊时，一定要控制钎焊时间和冷却速率，避免冷却过快引起开裂。用氧乙炔火焰钎焊时，使用混合钎剂较理想，即工业硼酸盐或银钎焊用钎剂加含有氟化钙的高温钎剂，可以获得良好的保护。其方法是首先在Mo表面涂覆一层银钎焊用钎剂，然后涂覆高温钎剂，银钎焊用钎剂在较低的温度范围内具有活性，而高温钎剂的活性温度可达到1427℃。

Ta或Nb构件最好在真空下进行钎焊，且真空度不低于1.33×10-2Pa.如果在惰性气体保护下进行钎焊，必须严格清除一氧化碳、氨、氮和二氧化碳等气体杂质。在空气中进行钎焊或电阻钎焊时，应采用特种钎料，配以合适的钎剂。为防止高温下Ta或Nb与氧接触，可在表面镀一层金属铜或镍，并进行相应的扩散退火处理。

九、陶瓷和金属的钎焊 1、钎焊性

陶瓷与陶瓷、陶瓷与金属构件的钎焊比较困难，大多数钎料在陶瓷表面形成球状，很少或根本不产生润湿。能够润湿陶瓷的钎料，钎焊时接合界面易形成多种脆性化合物（如碳化物、硅化物及三元或多元化合物），这些化合物的存在影响了接头的力学性能。此外，由于陶瓷、金属与钎料三者之间的热膨胀系数差异大，从钎焊温度冷却到室温后，接头会存在残余应力并有可能引起接头开裂。

在普通钎料的基础上添加活性金属元素制成活性钎料，可以改善钎料在陶瓷表面的润湿；采用低温、短时钎焊可以减轻界面反应的影响；设计合适的接头形式，使用单层或多层金属作中间层，可以减小接头的热应力。 2、钎料

陶瓷与金属连接多在真空炉或氢气、氩气炉中进行。真空电子器件封接用钎料除具有一般特性外，还应有一些特殊要求。例如钎料不宜含有产生高蒸气压的元素，以免引起器件电介质漏电和阴极中毒等现象发生。一般规定器件工作时，钎料的蒸气压不超过10-3Pa，所含高蒸气压杂质不超过0.002%～0.005%;钎料的W(o)不超过0.001%,以免在氢气中钎焊时生成水气，引起熔融钎料金属的飞溅；此外，还要求钎料必须清洁，不得有表面氧化物。

陶瓷金属化后再进行钎焊时，可使用铜、基、银-铜、金-铜等合金钎料。

陶瓷与金属直接钎焊时，应选含有活性元素Ti、Zr的钎料。其中二元系钎料以Ti-Cu、Ti-Ni为主，可在1100℃范围内使用。在三元系钎料中，最常用的是Ag-Cu-Ti(W)(Ti)低于5%）钎料，可用于各类陶瓷与金属的直接钎焊。该三元系钎料可以采用箔片、粉状或Ag-Cu共晶钎料片配合Ti粉使用。B-Ti49Be2钎料具有与不锈钢相近的耐腐蚀性，并且蒸气压较低，在防氧化、防泄漏的真空密封接头中可优先选用。在Ti-V-Cr系钎料中，W（V）为30%时熔化温度最低（1620℃），Cr的加入能有效缩小熔化温度范围。不含Cr的B-Ti47.5Ta5钎料，已用于氧化铝和氧化镁的直接钎焊，其接头可在1000℃的环境温度下工作。陶瓷与金属直接连接的活性钎剂如表14所示。

2、钎焊技术

经过预先金属化处理的陶瓷可以在高纯度的惰性气体、氢气或真空环境中进行钎焊。不经过金属化的陶瓷直接钎焊时，一般应选用真空钎焊。

（1）通用钎焊工艺 陶瓷与金属钎焊的通用工艺可分为表面清洗、涂膏、陶瓷表面金属化、镀镍、钎焊及焊后检验7个工艺过程。

表面清洗是为了除去母材表面的油污、汗迹和氧化膜等。金属零件和钎料先去油，再酸洗或碱洗去氧化膜，经流动水冲洗并烘干。对要求高的零件应在真空炉或氢气炉中（也可用离子轰击的方法）用适当的温度和时间进行热处理，以净化零件表面。清洗后的零件不得再与有油污的物体或祼手接触，应立即进入下道工序或放入干燥器内，不能长时间暴露在空气中。陶瓷件应采用丙酮加超声清洗，再用流动水冲洗，最后用去离子水煮沸2次，每次煮沸15min.

涂膏是陶瓷金属化的一个重要工序，涂敷时用毛笔或涂膏机涂于需要金属化的陶瓷表面上，涂层厚度一般为30～60mm，膏剂一般由粒度约为1～5um的纯金属粉末（有时还添加适当的金属氧化物）和有机粘接剂调成。

将涂好膏的陶瓷件送入氢气炉中，用湿氢或裂化氨在1300～1500℃温度下烧结30～60min。对于涂氢化物的陶瓷件，应加热到900℃左右，使氢化物分解，与纯金属或残留在陶瓷表面的钛（或锆）发生反应在陶瓷表面上获得金属涂层。

对于Mo-Mn金属化层，为了使其与钎料润湿，还必须电镀1.4～5um的镍层或涂一层镍粉，如果钎焊温度低于1000℃，则镍层还需经在氢气炉中进行预烧结，烧结温度和时间为1000℃/15～20min。

处理好的陶瓷是金属件，用不锈钢或石墨、陶瓷模具装配成整体、在接缝处装上钎料，并在整个操作过程中保持工件清洁，不得用祼手触摸。

在通氩气、氢气炉或者真空炉中进行钎焊，钎焊温度视钎料而定，为防止陶瓷件开裂，降温速度不得过快。此外，钎焊还可以施加一定的压力（约0.49～0.98MPa）。

钎焊后的焊件除进行表面质量检验外，还应进行热冲击及力学性能检验，真空器件用的封接件还必须按有关规定进行检漏试验。

（2）直接钎焊 直接（活性金属法）钎焊时，首先将陶瓷及金属被焊件进行表面清洗，然后进行装配。为避免构件材料因热膨胀系数不同而产生裂纹，可在焊件之间旋转缓冲层（一层或多层金属片），应尽可能将钎料夹置在两个被焊件之间或放置在利用钎料填充间隙的位置，然后象普通真空钎焊一样进行钎焊。 使用Ag-Cu-Ti钎料进行直接钎焊的，应采用真空钎焊的方法。当炉内的真空度达2.7×10-3Pa时开始加热，此时可快速升温；当温度接近钎料熔点时应缓慢升温，以使焊件各部分的温度趋于一致；待钎料熔化时，快速升温到钎焊温度，保温时间3～5min;冷却时，在700℃以前应缓慢降温，700℃以后可随炉自然冷却。

Ti-Cu活性钎料直接钎焊时，钎料的形式可以采用Cu箔加Ti粉或Cu零件加Ti箔，也可以在陶瓷表面涂上Ti粉再加Cu箔。钎焊前所有的金属零件都要真空除气，无氧铜除气的温度为750～800℃，Ti，Nb，Ta等要求在900℃除气15min，此时真空度应不低于6.7×10-3Pa。钎焊时将待焊组件装配在夹具内，在真空炉中加热到900～1120℃之间，保温时间为2～5min。在整个钎焊过程中，真空度不得低于6.7×10-3Pa。

Ti-Ni法的钎焊工艺与Ti-Cu法相似，钎焊温度为900±10℃。

（3）氧化物钎焊法 氧化物钎焊法是利用氧化物钎料熔化后形成玻璃相，向陶瓷渗透并润湿金属表面而实现可靠连接的方法，可以进行陶瓷与陶瓷、陶瓷与金属的连接。氧化物钎料的成分主要是Al2O3、CaO、BaO、MgO，加入B2O3、Y2O3、Ta2O3等可以得到各种熔点和线膨胀系数的钎料，此外，以CaF2和NaF为主要成分的氟化物钎料也可以用来连接陶瓷和金属，能获得高强度、高耐热性的接头。

十、其他材料的钎焊

1、贵金属触点的钎焊

贵金属主要是指Au、Ag、Pd、Pt等材料，它们具有良好的导电性、导热性、抗腐蚀性和高的熔化温度，在电器设备中广泛用于制造开启与闭合电路元件。

（1）钎焊特点 贵金属作为触点材料，其共同特点是钎焊面积小，要求钎缝金属抗冲击性能好、强度

高、具有一定的抗氧化性能，并能经受电弧侵袭，但又不改变触头材料的特性和元件的电性能。由于触点钎焊面积受限制，不允许钎料溢流，应严格控制钎焊工艺参数。

大多数的加热方法都可以用来钎焊贵金属及其贵金属触点。火焰钎焊常用于较大的触点组件；感应钎焊适用于大批量生产，用普通的电阻焊机可以进行电阻钎焊，但应选用较小的电流和较长的钎焊时间，可以使用碳块作电极。当同时需要钎焊大量的触点组件或者在一个组件上钎焊多个触点时，可采用炉中钎焊。贵金属在大气中用普通方法进行钎焊，获得的接头质量较差，真空钎焊则能获得高质量的接头，而且材料本身性能不会受到任何影响。

（2）钎料选择 钎焊金及其合金触头主要使用银基和铜基钎料，既保证了钎缝的导电性能，又易于润湿。如果能满足接头导电性要求，可以使用含Ni、Pd、Pt等元素的钎料，也可以使用钎焊镍、钻合金并有良好抗氧化性能的钎料，如选用Ag-Cu-Ti钎料，钎焊温度不得高于1000℃.

银表面生成的氧化银不大稳定，很容易进行钎焊。银的软钎焊可采用锡铅钎料配以氯化锌水溶液或松香作钎剂。硬钎焊时，常采用银钎料，以硼砂、硼酸或它们的混合物作钎剂。真空钎焊银及其银合金触头时，主要选用银基钎料，如B-Ag61Culn、B-Ag59Cu5n、B-Ag72Cu等。

钎焊钯触头，可选用容易形成固溶体的金基、镍基钎料，也可以用银基、铜基或锰基钎料。钎焊铂及其铂合金触头，广泛使用银基。铜基、金基或钯基钎料。选用B-An70Pt30钎料，即不改变铂的颜色，又能有效地提高钎缝重熔温度，增加钎缝的强度和硬度。如果要将铂触头直接钎焊在可伐合金上，可选用B-Ti49Cu49Be2钎料。在非腐蚀介质中工作温度不超过400℃的铂触头，应优先选用成本低、工艺性能好的无氧纯铜钎料。

（3）钎焊工艺 钎焊前，应对焊件特别是触点组件进行检查，从薄板上冲出或从板条上剪下的触点不得因冲、剪而变形。用顶锻、精压、锻造成形的触点的钎焊表面必须平直，以保证与支座的平直表面接触良好。待焊件的曲面或任意半径的表面必须配合一致，以保证钎焊时有适当的毛细作用。

各种触头钎焊前都要采用化学或机械方法去除焊件表面的氧化膜，并用汽油或酒精仔细清洗焊件表面，以清除表面油污、油脂、灰尘以及妨碍润湿和流动的污物。

对于小型焊件，选用粘接剂预定位，保证在装炉、装钎料等搬运过程中不移位，所使用的粘接剂不应对钎焊带来危害。对于大型焊件或专用触头，装配定位一定通过带有凸台或凹槽的夹具，使焊件处于稳定状态。

由于贵金属材料导热性好，加热速率应根据材料类型而定，冷却时要适当控制速率，以使钎焊接头应力均匀；加热方法应能使被焊零件同时达到钎焊温度。对于较小的贵金属触点，应避免直接加热，可利用其他零件进行传导加热。触点上应施加一定的压力，使钎料在熔化和流动时触点固定不变。为了保持触点支座或支承件应有的刚性，应避免它们退火，可把加热局限在钎焊面区域内，例如调节火焰钎焊、感应钎焊或电阻钎焊时的位置。此外，为了避免钎料溶解贵金属，可采取控制钎料的数量、避免过分加热、限制钎焊温度下的钎焊时间、以及使热量均匀分布等措施。 2、高温合金的钎焊

（1）钎焊特点 高温合金可分为镍基、铁基和钴基3大类，它们在高温下具有较好的力学性能、抗氧化性和抗腐蚀性。实际生产中应用最多的是镍基合金。

高温合金含有较多的Cr，加热时表面形成难以去除的Cr2O3氧化膜。镍基高温合金均含有Al和Ti，加热时极易氧化。因此，防止或减少高温合金加热时的氧化及去除其氧化膜是钎焊时的首要问题。由于钎剂中的硼砂或硼酸在钎焊温度下能使母材产生溶蚀，发生反应后析出的硼能渗入母材造成晶间渗入。对于Al、Ti含量高的铸造镍基合金，钎焊时要保证热态的真空度不低于10-2～10-3Pa，以免合金表面在加热时发生氧化。

对固溶强化和沉淀强化的镍基合金，钎焊温度应尽量选择与固溶处理的加热温度相一致，以保证合金元素的充分溶解。钎焊温度过低，合金元素不能完全溶解；钎焊温度过高，母材晶粒长大，即使焊后进行热处理也无法恢复材料的性能。铸造基合金的固溶温度都较高，一般不会因钎焊温度过高而影响材料性能。

一些镍基高温合金，特别是沉淀强化合金有应力开裂的倾向，钎焊前必须充分去除加工过程中形成的应力，钎焊时应尽量减小热应力。

（2）钎焊材料 镍基合金可采用银基、纯铜、镍基及活性钎料进行钎焊。当接头的我作温度不高时，

可采用银基材料。银基钎料的种类很多，为减小钎焊加热时的内应力，最好选用熔化温度低的钎料。用银基钎料钎焊时可选用FB101钎剂，钎焊含铝最高的沉淀强化高温合金时，应用FB102钎剂，并添加10%～20%的硅氟酸钠或铝用钎剂（如FB201等）。当钎焊温度超过900℃时，应选用FB105钎剂。

在真空或保护气氛中钎焊时，可选用纯铜作钎料，钎焊温度为1100～1150℃，接头不会产生应力开裂现象，但工作温度不能超过400℃。

镍基钎料具有很好的高温性能，钎焊时不发生应力开裂现象，是高温合金最常用的钎料。镍基钎料中主要的合金元素是Cr、Si、B，少量钎料还含有Fe、W等。B-Ni68CrWB钎料与Ni-Cr-Si-B相比，可减少B对母材的晶间渗出入，增大熔化温度间隔，是钎焊高温工作部件和涡轮叶片的钎料。但含W钎料的流动性变差，接头间隙不易控制。

活性扩散钎焊钎料不含有Si元素，具有极好的抗氧化性和抗硫化性。钎焊温度可在1150～1218℃之间根据钎料种类进行选择，钎焊后经1066℃扩散处理，可获得与母材性能一致的钎焊接头。

（3）钎焊工艺 镍基合金可采用保护气氛炉中钎焊、真空钎焊和瞬态液相连接。钎焊前都必须采用砂纸打磨、毡轮抛光、丙酮擦洗及化学清洗等方法脱脂及去除表面的氧化物。选择钎焊工艺参数时，应注意加热温度不宜过高，钎焊时间要短，以免钎剂与母材发生强烈的化学反应。为防止母材列裂，经冷加工的零件焊前应进行去应力处理，焊接加热应尽可能均匀，对沉淀强化的高温合金，应先将零件进行固溶化处理，然后在稍高于时效强化处理的温度下进行钎焊，最后再进行时效处理。

1）保护气氛炉中钎焊 保护气氛炉中钎焊对保护气体的纯度要求很高，对于W(Al)、W(Ti)小于0.5%的高温合金，使用氢气或氩气时，要求其露点低于-54℃。当Al、Ti含量增多时，合金表面加热时仍发生氧化，必须采取如下措施；加入少量钎剂（如FB105），利用钎剂去除氧化膜；零件表面镀0.025～0.038mm厚的镀层；将钎料预先喷涂在待钎焊材料表面；附加少量气体钎剂，如三氟化硼。

2）真空钎焊 真空钎焊应用的比较广，能获得更好的保护效果和钎焊质量，典型镍基高温合金接头的力学性能见表15。对于w(Al)、w(Ti)小于4%的高温合金，虽然表面不进行特殊预处理也能保证钎料的润湿，但最好在表面电镀一层0.01～0.015mm的镍。当w(Al)、W(Ti)超过4%时，镀镍层的厚度应为0.020.03mm。镀层太薄不起保护作用，镀层太厚将降低接头强度。也可将待焊零件放在盒内进行真空钎焊，盒中应放吸气剂，如Zr在高温下吸收气体，可使盒内形成一个局部真空，从而起到防止合金表面氧化的作用。 高温合金钎焊接头组织和强度随钎焊间隙而变化，钎焊后扩散处理将进一步增大接头间隙的最大允许值。以Inconel合金为例，采用B-Ni82CrSiB钎焊的Inconel接头，经1000℃扩散处理1h后最大间隙值可达90um；而采用B-Ni71CrSiB钎焊的接头，以1000℃扩散处理1h后最大间隙值为50um左右。

3）瞬态液相连接 瞬态液相连接是将熔点低于母材的中间层合金（厚度约2.5～100um）作为钎料，在较小的压力（0～0.007MPa）和合适的温度（1100～1250℃）下，中间层材料首先熔化并润湿母材，由于元素的迅速扩散，接头部位发生等温凝固而形成接头。该方法大大降低了对母材表面的配合要求和减少了焊接压力。瞬态液相连接的主要参数有压力、温度、保温时间和中间层成分。加较小的压力是为了保持焊件配合面的良好接触。加热温度和时间对接头性能有很大的影响，如果要求接头与母材等强，并且不影响母材的性能，则应采用高温（如≥1150℃）和长时间（如8～24h）的连接工艺参数；如果对接头的连接质量有所降低或母材不能经受高的温度，则应采用较低的温度（1100～1150℃）和较短的时间（1～8h）。中间层应以被连接的母材成分为基本成分，加入不同的降温元素，如B、Si、Mn、Nb等。例如Udimet合金的成分为Ni-15Cr-18.5Co-4.3Al-3.3Ti-5Mo，作为瞬态液相连接用中间层的成分为

B-Ni62.5Cr15Co15Mo5B2.5。这些添加元素都能使Ni-Cr或Ni-Cr-Co合金的熔化温度降到最低，但B的降熔作用最明显。此外，B的扩散速度高，可使中间层合金和母材迅速达到均质化。 3、石墨和金刚石聚晶的钎焊

（1）钎焊特点 石墨及金刚石聚晶钎焊所涉及的问题与陶瓷钎焊所碰到的问题十分相似。与金属相比，钎料对石墨及金刚石聚晶材料很难润湿，且与一般结构材料的热膨胀系数相差很大。二者直接在空气中加热，超过400℃会出现氧化或碳化，因此应采用真空钎焊，且要求真空度不应低于10-1Pa。因二者的强度都不高，钎焊时如果热应力存在，则有可能产生裂纹，要尽量选用热膨胀系数小的钎料和严格控制冷却速度。由于这类材料的表面不易被普通钎料润湿，钎焊前可通过表面改性（真空镀膜、离子溅射、等离子喷镀等方法）在石墨及金刚石聚晶材料表面沉积一层厚2.5～12.5um的W、Mo等元素并与之形成相应的碳化物，或者使用高活性钎料。

石墨和金刚石有多种品级，这些品级在颗粒度、密度、纯度和其他方面都有差别，且具有不同的钎焊特性。此外，金刚石聚晶材料在真空环境下，若温度超过1000℃，聚晶磨耗比开始下降，超过1200℃，磨耗比降低50%以上。因此，真空钎焊金刚石时，钎焊温度一定要控制在1200℃以下，真空度不低于5×10-2Pa.

(2)钎料选择 钎料的选择主要根据用途和表面加工情况而定，作为耐热材料使用时，选择钎焊温度高，耐热性好的钎料；而用于化工耐蚀材料则选择钎焊温度低、耐蚀性好的钎料。对于经过表面金属化处理后的石墨，可采用延性高、抗腐蚀性好的纯铜钎料，银基及铜基活性钎料对石墨和金刚石均有良好的润湿性和流动性，但钎焊接头的使用温度难以超过400℃。对于400～800℃之间使用的石墨构件及金刚石工具，通常选用金基、钯基、锰基或钛基钎料。800～1000℃之间使用的接头，则选用镍基或钻基钎料，石墨构件在1000℃以上使用时，可选用纯金属钎料（Ni、Pd、Ti）或含有能与碳形成碳化物的钼Mo、Ta等元素的合金钎料。

对于不进行表面处理的石墨或金刚石，可采用表16的活性钎料进行直接钎焊，这些钎料大多是钛基二元或三元合金。纯钛与石墨反应强烈抗议，可生成很厚的碳化物层，且与石墨的线胀系数差别较大，易产生裂纹，故不能做钎料使用。Ti中加入Cr、Ni可以降低熔点及改善与陶瓷的润湿性。Ti是三元合金以Ti-Zr为主，加入Ta、Nb等元素，具有低的线膨胀系数，可以降低钎焊应力，以Ti-Cu为主的三元合金适合于石墨与钢的钎焊，接头具有较高的抗腐蚀性能。

（3）钎焊工艺 石墨的钎焊方法可分为两大类，一类是表面金属化后进行钎焊，另一类是表面不处理直接进行钎焊。不论哪种方法，焊件装配前，应先对焊件进行预处理，用酒精或丙酮将石墨材料的表面污染物擦拭干净。表面金属化法钎焊时，应先在石墨表面电镀一层Ni、Cu或用等离子喷镀一层Ti、Zr或二硅化钼，然后采用铜基钎料或银基钎料进行钎焊。采用活性钎料直接钎焊，是目前应用最多的方法，可根据表16中提供的钎料选择钎焊温度。可将钎料夹置在钎焊接头中间或靠近一头。当与热膨胀系数大的金属钎焊时，可利用一定厚度的Mo或Ti作中间缓冲层，该过渡层在钎焊加热时可发生塑性变形，吸收热应力，避免石墨开裂。例如用Mo做过渡接头真空钎焊石墨和耐蚀镍基合余（HastelloyN）组件，采用有良好抗熔盐腐蚀性能和抗辐射性能的B-Pd60Ni35Cr5钎料，钎焊温度1260℃，保温10min。

天然金刚石可以选用B-Ag68.8Cu16.7Ti4.5和B-Ag66Cu26Ti8等活性钎料直接钎焊，钎焊应在真空或低氩气保护下进行。钎焊温度不宜超过850℃，应选择较快的加热速度，在钎焊温度下的保温时间不能过长（一般选10s左右），以免在界面形成连续的TiC层。金刚石和合金钢钎焊时，应加塑性中间层或低膨胀合金层进行过渡，以防止热应力过大造成金刚石晶粒的破坏。超精密加工用的车刀或镗刀采用钎焊工艺制造，是将20～100mg的小颗粒金刚石钎焊到钢体上，钎缝的接头强度达到了200～250MPa.

聚晶金刚石可以采用火焰钎焊、高频钎焊或真空钎焊。切削金属或石材的金刚石圆锯片，应采用高频钎焊或火焰钎焊，选用熔点较低的Ag-Cu-Ti活性钎料，钎焊温度控制在850℃以下，加热时间不宜过长，并采取较慢的冷却速度。用于石油、地质钻探的聚晶金刚石钻头，工作条件恶劣，承受巨大的冲击载荷，可选用镍基钎料，用纯铜箔做中间层进行真空钎焊。例如将350～400粒Ф4.5～4.5mm的柱状聚晶金刚石钎焊到35CrMo或40CrNiMo钢的齿孔中构成切削齿，采用真空钎焊，真空度不低于5×10-2Pa，钎焊温度为1020±5℃，保温时间20±2min，钎缝的抗剪强度大于200MPa.

钎焊时应尽可能利用焊件的自重进行装配定位，使金属件处于上部压住石墨或聚晶材料。使用夹具定位时，夹具材料应选用热膨胀系数与被焊件相近的材料。 4、铝基复合材料的钎焊

（1）钎焊特点 铝基复合材料主要有颗粒（包括晶须）增强和纤维增强两大类，用于增强的材料主要有B、CB、SiC等。

铝基复合材料钎焊加热时，基体Al容易和增强相之间发生化学反应，如钎料中的Si向母材快速扩散，生成脆性倾倒物层。使材料性能降低，又由于Al与增强相之间的线膨胀系数差别非常大，不适当的钎焊加热会使界面产生热应力，容易导致接头开裂。此外，钎料和增强相之间润湿性差，必须对复合材料的钎焊表面进行处理或采用活性钎料，应尽可能采用真空钎焊。

（2）钎焊材料及工艺 B或SiC颗粒增强铝基复合材料可采用软钎焊，焊前表面处理可采用砂纸打磨、钢丝刷清理、碱洗或化学镀镍（镀层厚0.05mm）等方法。钎料采用S-Cd95Ag、S-Zn95Al和S-Cd83Zn，利用柔和的氧乙炔火焰进行加热。此外，采用S-Zn95Al钎料进行刮擦钎焊可获得高的连接强度。

短纤维增强6061铝基复合材料的连接可采用真空钎焊。钎焊前表面要经磨削加工后再用800号砂纸研磨，在丙酮中经超声波清洗后入炉钎焊。钎料主要采用Al-Si系钎料，为防止Si向母材内的扩散，可在复合材料的钎焊表面上包覆一层纯铝箔的屏障层，或选择具有更低钎焊强度的

B-Al64SiMgBi(11.65i-15Mg-0.5Bi)钎料，该钎料的熔化温度区间为554～572℃，钎焊温度可选580～590℃，钎焊时间为5min，接头抗剪强度大于80MPa.

对石墨颗粒增强铝基复合材料，保护气氛炉中钎焊是目前最成功的方法。为了提高润湿性，必须采用含Mg的Al-Si钎料。

同铝真空钎焊一样，铝基复合材料的真空钎焊引入Mg蒸汽或Ti吸气，以及加入一定量的Mg,可以明显改善钎料的润湿性。