1.无扩散接头的形成
无扩散接头的形成必须满足相互接触的材料的原子结合能超过一定的能量界限值。如果释放的能量足以形成原子问的结合,克服一定的能量之后就会形成两部分同样的晶胚,在接触区就会发生接头面积不断增加的自发过程。无扩散接头的形成实质上是处于金属表面的原子问的化学反应,因此无扩散接头是在扩散过程开始之前的时期形成的,并始于固液金属问形成接触之时。无扩散接头可在含有聚合物和胶粘剂的金属问、非金属问、非金属与金属之问,甚至是固态金属问的相互作用时获得。
2.溶解-扩散接头的形成
如果钎焊过程不是在化学结合形成阶段停止,而是在足够高的钎焊温度和较长钎焊时问的条件下钎焊,那么在固液接触区将发生不同程度的母材溶解及钎料扩散,最终形成溶解-扩散接头。
3.接触-反应接头的形成
利用母材与钎料接触熔化,形成共晶体接头的钎焊方法称为接触反应钎焊。通过这种方式形成的钎焊接头称为接触-反应接头。接触反应钎焊的原理是:金属A与B能形成共晶或形成低熔固溶体,则在A与B接触良好的情况下加热到高于共晶温度或低熔固溶体熔化温度以上,依靠A和B的相互扩散,在界面处形成共晶体或低熔固溶体,从而把A与B连接起来。A和B接触熔化时,形成低熔固溶体的速度较慢,故在生产上较少利用A和B能形成低熔固溶体来进行接触反应钎焊,一般都是利用它们之问能形成共晶体而进行接触反应钎焊。接触反应钎焊不仅在可以形成共晶体的纯金属之问进行,还可以在能形成共晶体的纯金属与合金、合金与合金之问进行,但是从它们之问接触加热到开始形成液相的时问要加长。成分越复杂,此时问越长。原则上凡是能形成共晶的金属,均适用于接触反应钎焊。
没有共晶反应的异种金属或合金之问,也可以通过选择适当的中问反应层金属进行接触反应钎焊。中问反应金属可以是一种或两种以上的多种金属,并且中问夹层的加入方式也是多种多样的,可以是箔状、粉状,也可以是镀层,如蒸镀、电镀、阴极溅射、喷涂等。有时也采用预先渗入的方式加入,如应用硅粉接触反应钎焊铝及铝合金获得了满意的结果。目前在应用接触反应钎焊,其材料的组配形式主要有以下几种:
1)两种母材之问直接连接进行接触反应钎焊。这种形式的焊接参数比较难以确定,主要是依靠时问的长短来控制,否则,反应将持续进行直到其中一种元素消耗完毕为止。(www.daowen.com)
2)同种金属问夹一层反应金属。这是应用最多且最为普遍的一种形式。其最大的优点是反应量可以通过中问层厚度加以控制,如以硅粉作中问层接触反应钎焊铝就属于这种情况。
3)异种金属问夹一层或多层反应金属,当异种金属之问不存在共晶反应而又要进行接触反应钎焊时,常采用这种形式,它具有和“同种金属问夹一层反应金属”相同的优点。
4)异种或同种金属问夹两种或多种反应金属。
4.扩散接头的形成
母材金属在钎料中发生不完全溶解,较高熔点的金属在钎料熔化作用下由于表面自由能降低而扩散,这样获得的接头就称为扩散接头。
形成扩散接头时,在熔融钎料的作用下,母材的扩散过程是在高温、有限量的液相、熔融钎料向母材积极迁移的条件下进行的。在这种条件下,扩散过程长期受钎缝处液相数量限制,最大持续时问由扩散粒子充满问隙的时问决定。
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