1.红外钎焊

红外线是电磁波谱中波长介于红光和微波之问的电磁辐射，有显著的热效应。同时，红外线很容易被物体吸收，在通过有悬浮粒子的物质时不容易发生散射，具有较强的穿透能力，因此在工业上红外线被广泛用作热源。红外钎焊就是利用红外线辐射能来加热工件和熔化钎料的钎焊方法。

一种主要用作钎焊热源的红外线辐射器是大功率石英白炽灯。如在石英灯上附加抛物面聚焦装置，可以对小型部件进行点状加热。这种钎焊装置目前已用于印制电路板上小型元器件的钎焊连接。电热毡钎焊是红外钎焊的另一种形式。电热毡是由上、下加热垫组成。垫内安放有冷却水管，垫的表面安置着加热元件，其形状与工件外形相同。工件放在密封容器内，容器置于加热垫之问，抽真空并充氩后加热钎焊，在加热中热量的辐射起了主要作用。

2.电弧钎焊

电弧钎焊是一种新型的钎焊工艺。钎焊时电弧位于工件与熔化极之问，周围是惰性气体。钎料作为电弧的一个电极，从焊枪中连续送进钎焊区，形成钎焊焊缝的填充金属。

电弧钎焊具有节能高效的特点，同时由于氩气流对电弧具有压缩作用，热量较集中，加热升温速度快，钎焊接头在高温停留时问短，母材金属不易产生晶粒长大并使热影响区变窄，其组织与性能变化也较小，焊缝成形美观，速度快，钎焊接头强度较高。电弧钎焊用于镀锌钢板钎焊时，可防止锌层的破坏及锌的蒸发，钎缝耐腐蚀，生产率高。

根据电极的不同，采用的材料不同，电弧钎焊分为熔化极惰性气体保护电弧钎焊（MIG钎焊）和钨极惰性气体保护电弧钎焊（TIG钎焊）、脉冲熔化极/非熔化极惰性气体保护电弧钎焊及等离子弧钎焊。对于TIG/MIG钎焊，当电极接正极、母材接负极时，因其特有的“阴极雾化”作用，能破碎和清洁钎缝表面的氧化膜；当电极接负极时，等离子弧柱的热活化和热蒸发作用，能使加热区得到净化，所以电弧钎焊不需要用钎剂，无钎剂腐蚀作用，不需要焊后清洗。MIG钎焊中采用脉冲电流是取得低热输入最适宜的方式，并采用一脉冲一滴的熔滴过渡方式。钎焊过程中无飞溅，电弧十分稳定。采用脉冲MIG钎焊，因接头能够熔敷足够多的钎料，而这个部位的热输入却很小，所以对减小变形效果显著。

电弧钎焊要求热输入不能过大，否则会造成被焊工件局部熔化而不能形成钎焊接头。故采用较低的热输入是获得良好钎焊接头的必要条件，因此钎焊过程中必须严格执行工艺规范。电弧钎焊作为一种新型的钎焊工艺，其显著优点已在生产中获得了很多应用。在国内，第一汽车集团公司在20世纪90年代初即开展了电弧钎焊工艺的研究，并很快用于轻型车、油漆线制造等生产中；奥迪A6、上海别克已使用MIG钎焊方法焊接镀锌钢板；上海大众帕萨特在2000年已大量采用了该工艺。德国、美国、英国、日本、瑞士、荷兰、意大利等国的汽车工业的部件制造及电器制造上，都已经采用了电弧钎焊方法。

近几年出现了一种冷金属过渡技术CMT（Cold Metal Transfer），它是将送丝与熔滴过渡过程进行数宇化协调。当焊机的DSP处理器监测到一个短路信号，就会反馈给送丝机，送丝机做出回应回抽焊丝，从而使得焊丝与熔滴分离，使熔滴在无电流状态下过渡。通过协调送丝监控和过程控制实现了焊接过程中“冷”和“热”的交替。CMT同时具备许多优点：焊接过程中，热输入小；无飞溅起弧，减少了焊后清理工作；能够进行薄板对接焊而不需要对工件进行背面气体保护。良好的搭桥能力使得焊接过程操作容易，特别适用于自动焊。CMT技术已成功地应用于铝与不锈钢的异种材料电弧钎焊中。

3.激光钎焊

激光钎焊是利用激光束所产生的热能对薄壁精密零件实行局部加热和钎焊，从而使金属连接起来的一种工艺方法。由于激光钎焊的成本较高，因此只有当常规钎焊方法不适用时才考虑这一工艺方法。

激光钎焊相对于常规钎焊的一大优点是它只产生一个局部的钎焊连接。它的另一个优点是激光束热能的可控程度很高，包括可控制光束强度、束斑尺寸、加热持续时问，以及可精确地局部加热或限位加热。此外，由于固体相对于激光波长来说是透明的，激光束易于通过固体而被传输，因此激光钎焊可在密封的真空内或充有高压气体的封装物内进行。

在大多数应用场合，将激光束直接指向接头上的预置钎料，从而完成一条钎缝的钎焊。一般来说，激光钎焊时工件将位于固定的激光束之下，将工件定位于激光束焦点上方以求得光束的能量密度与光束宽度之问的适当平衡。激光钎焊时，预先将钎料放置在接头内。钎料或呈粉状，或呈填隙片状，将其装在待钎焊零件之问。

任何激光钎焊过程，不论是否采用钎剂，均需采用适当的气氛保护。当采用钎剂时，可用水或酒精使其与粉状钎料混合而成膏状并涂于接头内，钎焊前必须将膏状钎剂彻底干燥。

4.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蒸气与工件表面接触时凝结放出的潜热而进行加热的。气相钎焊设备示意图如图21-14所示。用加热器将工件液体加热、挥发，使饱和蒸气充满容器。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蒸气时，由于工件温度低，蒸气在其表面沉积后冷凝，释放出潜热，进行钎焊加热。为了防止蒸气逸出大气，可使用辅助气（三氯二氟乙烷，沸点为47.5℃）。辅助气的密度介于工作气与大气之问，成为工作气与大气之问的阻挡层。容器上方装有凝聚用的冷却螺旋管，以防止进入大气。

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图21-14 气相钎焊设备示意图

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制电路板上的接线柱，在陶瓷基片上钎焊陶瓷片或钎焊芯片基座外部的引线等。

5.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问的化学反应，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问的反应才适用于放热反应钎焊装置。

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。已有在宇宙空问条件下实现钢管放热反应钎焊的实例。

6.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。预成形的钎料放置在两个母材之问，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。这种方法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问。劈刀的形状根据被焊物的形状而定，可以是楔形、圆柱形或凹槽形。所用的钎料多是低熔点的软钎料。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、混合电路中的元件引线焊接及集成电路封盖中。

7.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的。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粒脱落，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。

8.光学钎焊法

光学钎焊是利用光的能量使焊点处发热，将钎料熔化，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，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。光束的大小由一组透镜聚焦调节，光线与被焊物作用时问的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。光学钎焊一般使用预成形的环形、圆形、矩形或球形钎料。

9.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-反应钎焊”或“自身钎焊”。当两种金属或合金不能形成共晶时，可在工件问放置垫圈状的其他金属或合金，以形成共晶实现扩散钎焊。

扩散钎焊的主要焊接参数是温度、压力和时问，其中尤以温度对扩散系数的影响最大，而压力有助于消除结合面微细的凹凸不平。压力与温度、时问有着密切关系。

扩散钎焊过程可分为三个阶段。首先是接触处在固态下进行扩散，此时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，促进合金元素继续扩散，共晶的合金层将随时问增加；最后停止加热，接触处合金凝固形成连接接头。