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釺焊是一個複雜的過程,熟練的操作(zuò)技(jì )術是關鍵,釺焊和釺焊劑的選擇是保證焊接成功的前提。
1、釺焊
釺焊是以低于母材次容點的金屬材料為(wèi)釺焊材料,将焊件和釺焊材料的力口熱至高于釺焊材料的熔點,低于母利榕點的溫度。采用(yòng)液體(tǐ)釺焊材料潤濕母材,填充接頭間隙,與母材相互擴散,實現奎焊件的焊接方法。
2、釺焊的特點
釺焊是一種連接方熔點的材料為(wèi)釺焊材料,将釺焊材料和焊件加熱到高于釺焊材料、低于母材熔點的溫度,用(yòng)釺焊材料潤濕母材,填補接頭間隙,與母材相互擴散。
(1)焊接過程中(zhōng),工(gōng)件通常在整體(tǐ)加熱(如爐内焊接)或焊縫周圍大面積均勻加熱,因此工(gōng)件的相對變形和焊接接頭的剩餘應力遠(yuǎn)小(xiǎo)于焊接,容易保證工(gōng)件的精(jīng)确尺寸。
(2)釺焊材料的選擇範圍很(hěn)廣。為(wèi)了防止母材組織和特性的變化,可(kě)以選擇液相線(xiàn)溫度相應較低的釺焊材料,熔焊沒有(yǒu)選擇的餘地。由于釺焊反應僅在母材數微米至數十微米以下的界面進行,一般不涉及母材的深層結構,因此适用(yòng)于異種金屬之間,甚至金屬與非金屬、非金屬與非金屬之間的連接,這是熔焊方法無法實現的。
3、釺焊的金屬學(xué)原理(lǐ)
釺焊是将焊件和釺焊材料加熱到高磷幹榕樹點,低于母熔點的溫度焊件和釺焊材料加熱到高磷幹榕樹點,低于母材熔點材相互擴散,實現奎焊件的焊接方法。具(jù)體(tǐ)流程如下:
3.1潤濕:焊接過程中(zhōng),釺焊劑首先熔化、潤濕和淨化母材接頭間隙和釺焊材料,以獲得清潔的新(xīn)表面。使熔化釺焊材料中(zhōng)的原子與母材表面的原子之間的距離接近引力作(zuò)用(yòng),并進行潤濕。
3.2擴散:液體(tǐ)釺焊材料在高溫下濕潤,并擴散到接觸母材。包括表面擴散、晶界擴散、晶内擴散、晶格擴散、選擇擴散和反向擴散。
3.3合金化:擴散後,焊縫釺焊合金成分(fēn)發生變化。當溫度降低到焊縫合金液相線(xiàn)以下時,母材表面散熱條件良好,首先結晶;焊縫中(zhōng)的液體(tǐ)金屬也在形核中(zhōng)生長(cháng),固相線(xiàn)以下凝固,形成焊縫。
4、釺料
4.1舒料的選擇。
釺焊是釺焊焊縫的填充材料,焊件通過熔化的釺焊固化連接。釺焊材料應滿足以下要求:
4.1.1熔點:釺焊熔點應低于母材150-200℃。同一合金的釺焊材料可(kě)根據不同的成分(fēn)比形成不同熔點的釺焊材料。從合金相圖的角度來看,釺焊材料應選擇相圖共晶點或共晶點附近的合金。該合金熔點低,流動性好,填充能(néng)力強。最終獲得的組織晶粒較小(xiǎo),強度高,塑性好,韌性好。
4.1.2顔色:在性能(néng)相似的情況下,通過調整合金中(zhōng)的成分(fēn)來改變鑽孔材料的顔色。對于金屬首飾的釺焊,應選擇最接近母材顔色的釺焊材料。
4.1.3成分(fēn):釺焊材料應具(jù)有(yǒu)穩定均勻的成分(fēn),并與母材料具(jù)有(yǒu)一定的溶解度。焊接過程中(zhōng)不會出現嚴重的成分(fēn)偏析和液體(tǐ)崩塌。釺焊貴金屬時,釺焊貴金屬的含量應盡可(kě)能(néng)小(xiǎo)。
4.2金屬首飾常用(yòng)的釺焊。
4.2.1金合金釺焊材料:主要用(yòng)于金基釺焊材料,包括Au-Ag-Cu系統和Au-Ag-Cu-Zn(CD)系統釺焊材料。Au-Ag-Cu系統釺焊材料的熔點為(wèi)780-950℃。它可(kě)以通過改變銀和銅的比例來調整其外觀奎頁(yè)顔色,以滿足釺焊對j頁(yè)顔色的要求。Au-Ag-Cu-Zn(CD)系統釺焊半期在Au-Ag-Cu系統釺焊材料基礎L中(zhōng)添加鋅、鍋、把、鎳等元素,以滿足物(wù)品顔色(含金量)、顔色和釺焊溫度的要求。
4.2.2銀合金釺焊材料:主要用(yòng)于銀基釺焊材料。這種釺焊材料具(jù)有(yǒu)廣泛的溫度和高焊接精(jīng)度。主要成分(fēn)為(wèi)Ag、Cu和Zn。根據不同的使用(yòng)目的,它還可(kě)以與镉、錫組成合金。不同成分(fēn)和比例的合金可(kě)以獲得不同熔點和強度的釺焊材料,通常包括Ag-Cu-Zn、Ag-Cu-Zn-Cd等。
4.2.3銅合金釺焊:主要用(yòng)于銅磷釺焊和銅磷銀釺焊。銅磷釺焊(如B-Cu93P)流動性好,最合适的焊接間隙為(wèi)0.003-0.005mm。銅磷銀釺焊(如B-Cu70PAg)不僅流動性好,而且韌性優于銅磷釺焊。
5、釺劑
釺焊劑是焊接過程中(zhōng)的釺焊熔劑。其主要作(zuò)用(yòng)是去除母材表面的氧化物(wù),保護表面加熱時不被氧化,提高母材表面的潤濕性,溶解氧化物(wù)雜質(zhì),浮出表面。
5.1金屬首飾常用(yòng)的釺焊劑。
硼砂:化學(xué)Na2B405(OH)4.8H2O。硼砂是一種無色晶體(tǐ),在空氣中(zhōng)風化。加熱至400-500℃時,可(kě)脫水成無水四硼酸鈉,在878℃時熔化成玻璃。由于熔化的硼砂含有(yǒu)酸性氧化物(wù)B203,金屬焊接過程中(zhōng)的許多(duō)金屬氧化物(wù)溶解在B203中(zhōng),可(kě)去除金屬首飾表面的氧化物(wù)。
5.2釺劑要求。
5.2.1釺焊劑的熔點和最低活性溫度低于釺焊熔點,活性溫度範圍寬,潤濕性好,流動性好。
5.2.2釺焊劑在整個釺焊溫度範圍内,各成分(fēn)保持相對的化學(xué)活性和除雜能(néng)力,不得過早失效。
5.2.3釺焊劑能(néng)充分(fēn)溶解和破壞母材和釺焊表面的氧化膜,保證釺焊良好的潤濕性和填充母材焊縫的能(néng)力,并在母材和焊縫表面起到足夠的保護作(zuò)用(yòng)。
6、焊接
6.1焊接操作(zuò)。
6.1.1清洗焊口:焊口周圍要光滑、幹淨、無雜質(zhì)、氧化皮。
6.1.2施用(yòng)釺焊劑:在焊縫上塗上硼砂水,用(yòng)小(xiǎo)火加熱工(gōng)件,硼砂開始冒白泡,水幹後硼砂沉澱。
6.1.3用(yòng)鑷子将釺焊材料放在焊縫處,繼續用(yòng)火加熱工(gōng)件。當母材顔色為(wèi)桃紅色時,焊料熔化填充焊縫。焊縫處有(yǒu)白色和明亮的線(xiàn)條。熄滅焊槍并完成焊接。
6.2焊接注意事項。
6.2.1釺焊劑的使用(yòng):在金屬首飾的生産(chǎn)過程中(zhōng),常用(yòng)的釺焊劑是硼砂和助熔劑。因此,應準确施加劑量和位置,以防止其他(tā)部位熔化。
6.2.2焊縫要求:首先,确保焊縫應清潔,無厚氧化層、污垢,無殘留硼砂和酸殘留液。其次,焊縫應緊密結合,以确保焊縫兩側的溫度在焊接過程中(zhōng)相同,液體(tǐ)釺焊在羊毛吸管的作(zuò)用(yòng)下迅速填充焊縫。
7、釺料的研究現狀
貴金屬釺焊在電(diàn)子産(chǎn)品的焊接、電(diàn)真空裝(zhuāng)置的焊接、高溫焊接和某些特殊材料的焊接中(zhōng)起着重要作(zuò)用(yòng)。各國(guó)釺焊系列中(zhōng)有(yǒu)數百種貴金屬釺焊材料。根據合金元件,主要包括銀基釺焊材料、金基釺焊材料和包含釺焊材料。銀釺焊材料應用(yòng)最廣泛,主要用(yòng)于中(zhōng)低溫釺焊。在高溫下具(jù)有(yǒu)一定特殊性能(néng)的釺焊材料大多(duō)是金基和基釺焊材料[3]。貴金屬釺焊材料有(yǒu)着悠久的使用(yòng)曆史。最初用(yòng)于釺焊貴金屬配件,随着現代技(jì )術的發展,在各工(gōng)業部門得到了越來越廣泛的應用(yòng)。貴金屬釺焊在有(yǒu)色金屬釺焊材料中(zhōng)起着主要作(zuò)用(yòng)。600~900℃00℃的中(zhōng)溫釺焊材料基本為(wèi)貴金屬釺焊材料,特别是在650~800℃範圍内,很(hěn)難找到非貴金屬釺焊材料來代替。匕首、導彈、火箭上的一些重要部分(fēn),也必須注意貴金屬釺焊。因此,貴金屬釺焊材料的開發和開發銀基釺焊具(jù)有(yǒu)耐腐蝕性強、蒸汽壓低、流動性好、潤濕性好等優點。