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      你知道真空釺焊爐中釺劑、釺料的選擇與搭配嗎

      時間:2022-01-05 17:11:50作(zuo)者(zhe):小(xiao)編(bian)點(dian)擊(ji):

      釺劑、釺料(liao)的選(xuan)擇與(yu)搭配


      釺焊(han)過(guo)程中熔(rong)態(tai)釺料與母材(cai)的有(you)效(xiao)潤(run)濕主要(yao)取決(jue)於釺劑的(de)作用(yong)。釺焊接(jie)頭的強度(du)和耐腐蝕性(xing)則主 要取(qu)決於(yu)釺料及其與母材的作用和(he)關係。

      釺料與母材直接的潤濕能(neng)力(li)與釺料的本性固然(ran) 有相當大的關係,但(dan)釺焊時與釺劑的作用相(xiang)比則(ze)次(ci) 要多(duo)r。釺劑(ji)的概(gai)念應該是(shi)廣(guang)泛的,包(bao)括熔鹽(yan)、有 機(ji)物、活性氣體、金(jin)厲蒸氣等,即除(chu)母材和釺料 外,泛(fan)指(zhi)第三種(zhong)用來(lai)降低母材和釺料界(jie)麵(mian)張(zhang)力的所 有物質(zhi)。熔態鉛在鋁(lv)母(mu)材上無論(lun)從(cong)相圖上(shang)或(huo)實踐上 都是難(nan)以(yi)潤濕(shi)的,但通過適當釺劑的作用卻能使它 們完(wan)全(quan)潤濕,但接頭(tou)的強(qiang)度和耐腐(fu)性是很(hen)差(cha)的。

      釺劑的選擇 


      釺劑的功(gong)能可以分(fen)為三(san)部分一是基(ji)質,二(er)是 去膜劑,三是界麵活(huo)性劑[3!1]。有的釺劑可(ke)以明顯 劃(hua)分出(chu)這(zhe)三項功能部分,如(ru)鋁奸劑。多數(shu)釺劑的功 能部(bu)分並(bing)不(bu)能明確(que)劃分,但這三項功能確實(shi)存在。

      基質是釺劑的主(zhu)要成分,它(ta)控製(zhi)著(zhu)釺劑的熔化 溫(wen)度。它熔化後(hou)覆蓋在(zai)焊點表(biao)麵,起隔(ge)絕空氣的作 用,它又是釺劑中(zhong)其他功能組元的溶(rong)劑。為(wei)了配合 釺料的熔點,釺劑的熔化溫(wen)度應該比釺料熔化溫(wen)度 低10~30t;。特殊應用情況(kuang)下,也(ye)有使釺劑的熔 化溫(wen)度稍高於釺料熔化溫(wen)度的。釺劑的熔化溫(wen)度如 過低(di)於釺料,則過早的熔化將(jiang)使(shi)釺劑的成分由(you)於蒸(zheng) 發(fa)、與母材作用,特(te)別是釺劑與母材、釺劑與釺料 間傳質速度的降(jiang)低等原(yuan)因,使釺料熔化時(shi)釺劑已(yi)失(shi) 去(qu)活性。由此(ci)可見,調節基體的成分使其熔化溫(wen)度 與釺料熔化溫(wen)度匹配至關重要。

      去膜劑的作用是通(tong)過物理化學的過程,除去、 破碎(sui)或鬆脫母材的表麵膜,使得熔化的釺料能夠潤濕新鮮的母材表麵。界麵活性劑的作用是起(qi)到(dao)進(jin)一(yi) 步(bu)降低熔化釺料與母材間(jian)的界麵張力,使熔化釺料 得(de)以在母材表麵鋪(pu)展。

      招釺劑的基體是由械(xie)金屬(shu)或堿(jian)土(tu)金屬的氣化物 構成的,去膜劑由氟離子擔當。由於鋁氧化膜的除 去過程僅(jin)僅做(zuo)到破碎鬆(song)脫,盡管(guan)有基質的梗(geng)蓋(gai)和氣 離子的作用,新(xin)氧(yang)化膜(mo)生成的趨勢仍(reng)然很強,必(bi)須(xu)以一些(xie)重金屬離子(zi)與母材間的置換反應(傳(chuan)質作用)來降低熔態釺料與母材間的界麵張力而(er)達(da)到兩者的潤濕。此金屬離子即(ji)起界麵活性劑的作 用。在髙(gao)溫釺焊銅合金、鐵(tie)合金時,常用硼(peng)砂 (NajB407 ?IOHjO)作為釺劑。它的熔點為 742. 5-C ,有時嫌(xian)溫度太高而配以隊(dui)03,成為二元 釺劑,可以獲得不同(tong)的熔化溫度,如圖1-25所示。此種釺劑其功能三而合一。硼砂熔化的黏 稠(chou)液體成為基質。母材表麵氧化膜溶於&03,生 成偏硼酸鹽而除去(見1.2. 4節(jie))。氧化膜的溶解 過程即是一傳質過程(cheng),問時起了降低界麵張力的作 用。有時為了(le)延(yan)長(zhang)這個(ge)傳質過程,甚至往(wang)硼砂(sha)中加 氧化劑,如加(jia)入商錳酸鉀,使得母材表麵價(jia) 態被抬高而增(zeng)加向(xiang)釺劑中的溶解。

      釺劑的選擇常視氧化膜的性質而定。偏堿性的 氧化膜,例(li)如,Fe、Ni、Cu等的氧化物,常使用酸(suan)性的含(han)《酸酐(gan)(B203)的釺劑;偏(pian)酸性的氧化膜, 例(li)如,對(dui)付鑄鐵含高Si02的氧化膜,常用含堿性 n**2C03的釺劑,使得生(sheng)成易(yi)熔的NajiO,而進人熔 渣(zha)。

      在釺焊一些含Cr、Ti、Mo, w等元素的合金鋼(gang) 或耐(nai)熱鋼時.由於這些元素的氣(qi)化物(wu)是酸性的,而 基體元(yuan)素(su)Fc的氧化物又是偏堿性的,因(yin)此常在硼酸 酐(均03)中加人部分強堿性的堿金屬或堿土金厲 的氣化物,使得釺劑具(ju)有某種雙重性格(ge),S著提高(gao) 釺劑對付這類合金的活性。為了同時調(diao)節釺劑的熔 化溫度,在8501以下常添(tian)加NaF (ra. p. 995*C )或 KF( p. 851"C ),而在 850^ 以上常 添加 CaF2 (m. p. 1423^ )。

      在釺焊一些結構鋼、耐蝕鋼和耐熱鋼以及(ji)銅(tong)、銀(yin)、金等(deng)合金時,如果希(xi)望(wang)在較(jiao)低溫度下釺焊,則 不用上述(shu)的氣化物而代之以氟(fu)硼酸鉀(jia)(kbf4)或 氟硼酸鈉.(NaBF4)?表1-2所(suo)列(lie)的熔鹽係(xi)常被(bei)用 來組(zu)成各種各(ge)樣(yang)的釺劑。

      表1-2組成硬(ying)釺劑有關組元的相關係 Table 1-2 Phase relationships of some systems used for brazing fluxes

      體係(熔化溫度/t)I共晶點組成 (摩爾分數,%)|共晶點洞
      NaF(995)-NaBF4(408)92.384
      KF(857)-KBF4(570)74.5460
      NaF(995)-KBF4(570)94539
      NaBF4(408)-KBF(570)10 -1398
      Na2B4 07(742)-NafX995)19.4680

      這些氟化物的氣體也常被用作釺劑,它有反(fan)應 均勻、焊後不留(liu)殘渣的優(you)點。BF3常和IV2混(hun)合使 用,在高溫下(xia)釺焊不鏽鋼。BF3有鋼瓶(ping)罐(guan)裝出售。 另(ling)外一種液(ye)體(ti)硼酸三甲(jia)酯混以bf3,當作火(huo)焰(yan)釺焊 時的氣體釺劑使用。當可燃氣體例如乙炔或天(tian)然氣 流經(jing)特製的罐內的上述混合液體時,由於鼓(gu)泡(pao)而使 可燃氣體中富(fu)含這種釺劑的蒸氣。在火焰中硼酸= 甲酯(zhi)水解為b203u火焰所到之處(chu),工件上即被覆 一層極(ji)薄(bao)的B2o3熔化膜,既起釺劑的作用,乂(yi)起 保護工(gong)件表麵不因燒灼而有氧化變色(se)之虞(yu)。

      鋁和鎂合金是比較難以釺焊的,特別(bie)是鎂(mei)含置(zhi) 高的合金。它們(men)的釺劑主要由氛(fen)化物、氟化物和一 些重金屬離(li)子構(gou)成。這類釺劑釺焊後的清洗(xi)比較困(kun) 難,稍有不慎便(bian)會(hui)引(yin)起腐蝕。較大(da)麵積(ji)的搭(da)接,釺縫中夾(jia)渣幾乎(hu)難以避(bi)免,形成蟻(yi)靜(jing)的缺陷(xian)。它通常不存(cun)在聯通大氣的洞口,如呆(dai)表麵進行機加工,形(xing)成洞口(kou),釺劑則因逐(zhu)漸吸潮產生膨(peng)脹而會破壞 接頭。近20餘(yu)年發展起來的所謂(wei)Nocolok ( no-cor- rosive look)釺劑,因為不溶於水、+吸(xi)潮而成為 “無腐蝕的釺劑”。這主要是由A1F3和KF係中,兩個中間化合物K3A1F6和KA1F4共晶(jing)熔鹽構成。

      近(jin)年來又發展了 A1F3-CsF和A1F3-CsF-KF釺劑[331。含CSF成分的釺劑,特別適合釺焊含Mg世(shi)高的鋁 合金和鎂合金,對去除鎂氧化膜有特殊的效力。

      鈦合金釺劑和鋁釺劑大體相同,由堿金屈、堿 十(shi)金屬的氣化物和氟化物構成,但由於鈦的氧化膜 更(geng)難以破(po)除,其界向活性劑常用活性史高的AgCl 和 SnCl2。

      有時需(xu)要在較低溫度F進行釺焊。在450T以 下釺焊用的釺劑稱為軟釺劑。軟(ruan)釺劑分為兩種:一 種是水溶性的,通常由鹽酸、ZnCl2、SnCl2、 NH,C1、H3P03等多個或單(dan)個鹽的水溶液構成,活 性高,腐蝕性也強,焊後需要清(qing)洗,適)丨(gun)〗於鋼、不 鏽鋼、銅合金、鎳合金等的釺焊;另一種軟釺劑是 水不溶性的有機物釺劑,通常以鬆香或人工樹脂(zhi)為 基,加人有機酸、有機胺(an)或其HC1或HBr的鹽, 以提高溶去膜的能力和活性,為了調節稠度,常以 無水(shui)酒(jiu)精(jing)或異(yi)內(nei)醇作為溶劑,這類(lei)釺劑由於腐蝕性 小,常在電子工業中軒焊銅及銅合金。培(pei)合金的軟 釺劑常在有機的羥(qiang)胺中溶人重金屬的氟化物或氣硼 酸鹽製成,鋁釺焊避免(mian)使用水溶液釺劑。其他耐熱(re) 合金,如含Cr、Mo, W合金,Mg合金,Ti合金等 在一般條(tiao)件下都(dou)無(wu)法(fa)用軟釺劑釺焊。


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