理论教育 如何避免钎剂失效的钎焊技巧

如何避免钎剂失效的钎焊技巧

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:火焰钎焊和烙铁钎焊时,应避免热源直接加热钎剂,以防钎剂过热失效。

如何避免钎剂失效的钎焊技巧

1.表面准备

铝及铝合金钎焊对工件表面的清洁有较高的要求。要获得良好的质量,必须在钎焊前去除表面的油污和氧化膜。去除表面油污,可用温度为60~70℃的Na2CO3水溶液清洗5~10min,再用清水漂净;去除表面氧化膜,可用温度为20~40℃的NaOH水溶液侵蚀2~4min,再用热水洗净;去除表面油污和氧化膜后的工件,再用HNO3水溶液光泽处理2~5min,再在流水中洗净并最后风干。经过这些方法处理后的工件,勿用手摸或沾染其他污物,并应在6~8h内进行钎焊,在可能的条件下最好立即钎焊。

2.软钎焊

铝及铝合金的软钎焊方法主要有火焰钎焊、烙铁钎焊和炉中钎焊等。这些方法在钎焊时一般都采用钎剂,并对加热温度和保温时问有严格要求。火焰钎焊和烙铁钎焊时,应避免热源直接加热钎剂,以防钎剂过热失效。由于铝能溶于含锌量高的软钎料中,因而接头一旦形成就应停止加热,以免发生母材溶蚀。在某些情况下,铝及铝合金的软钎焊有时不采用钎剂,而是借助超声波或刮擦方法进行去膜。利用刮擦去膜进行钎焊时,先将工件加热到钎焊温度,然后用钎料棒的端部(或刮擦工具)刮擦工件的钎焊部位。在破除表面氧化膜的同时,钎料端部熔化并润湿母材。

3.硬钎焊

铝及铝合金的硬钎焊方法主要有火焰钎焊、炉中钎焊、浸渍钎焊、真空钎焊及气体保护钎焊等。火焰钎焊多用于小型工件和单件生产。为避免使用氧乙炔焰时因乙炔中的杂质同钎剂接触使钎剂失效,以使用汽油压缩空气火焰为宜,并使火焰具有轻微的还原性,以防母材氧化。具体钎焊时,可预先将钎剂、钎料放置于被钎焊处,与工件同时加热;也可先将工件加热到钎焊温度,然后将蘸有钎剂的钎料送到钎焊部位。待钎剂与钎料熔化后,视钎料均匀填缝后,慢慢撤去加热火焰。

空气炉中钎焊铝及铝合金时,一般应预置钎料,并将钎剂溶解在蒸馏水中,配成质量分数为50%~75%的稠溶液,再涂覆或喷射在钎焊面上,也可将适量的粉末钎剂覆盖于钎料及钎焊面处,然后将装配好的工件放到炉中再进行加热钎焊。为防止母材过热甚至熔化,必须严格控制加热温度。(www.daowen.com)

铝及铝合金的浸渍钎焊一般采用膏状或箔状钎料。装配好的工件应在钎焊前进行预热,使其温度接近钎焊温度,然后浸入钎剂中钎焊。钎焊时,要严格控制钎焊温度及钎焊时问。温度过高,母材易于溶蚀,钎料易于流失;温度过低,钎料熔化不够,钎着率降低。钎焊温度应根据母材的种类和尺寸,以及钎料的成分和熔点等具体情况而定,一般介于钎料液相线温度和母材固相线温度之问。工件在钎剂槽中的浸渍时问必须保证钎料能充分熔化和流动,但时问不宜过长。否则,钎料中的硅元素可能扩散到母材金属中去,使近缝区的母材变脆。

铝及铝合金的真空钎焊常采用金属镁作活性剂,以使铝的表面氧化膜变质,保证钎料的润湿和铺展。镁可以以颗粒形式直接放在工件上使用,或以蒸气形式引入到钎焊区内,也可以将镁作为合金元素加入铝硅钎料中。对于结构复杂的工件,为了保证镁蒸气对母材的充分作用以改善钎焊质量,常采取局部屏蔽的工艺措施,即先将工件放入不锈钢盒(通称工艺盒)内,然后置于真空炉中加热钎焊。真空钎焊的铝及铝合金接头,表面光洁,钎缝致密,钎焊后不需进行清洗。但真空钎焊设备费用高,镁蒸气对炉子污染严重,需要经常清理维护。

在中性或惰性氛围中钎焊铝及铝合金时,可采用镁活性剂去膜,也可采用钎剂去膜。采用镁活性剂去膜时,所需的镁量远比真空钎焊低,一般镁的质量分数在0.2%~0.5%左右,含镁量高时反而使接头质量降低。采用氟化物钎剂配合氮气保护的Nocolok钎焊法是近年来迅速发展的一种新方法。由于氟化物钎剂的残渣不吸潮,对铝没有腐蚀性,因此可省略钎焊后清除钎剂残渣的工序。在氮气保护下,只需涂敷较少数量的氟化物钎剂,钎料就能很好地润湿母材,易于获得高质量的钎焊接头。这种Nocolok钎焊法已用于铝散热器等组件的批量生产中,特别是改进型的Nocolok钎焊法,采用CsF替代kF,由于CsF-AlF3具有比kF-AlF3更低的熔点(约450~480℃),因而钎焊时不需要氮气保护也具有很好的去膜效果,可以钎焊镁含量较高的高强度铝合金以及铝锂合金等。

4.钎后清理

采用除氟化物钎剂之外的钎剂钎焊铝及铝合金时,钎焊后必须彻底清除钎剂残渣。铝用有机钎剂的残渣,可用甲醇、三氯乙烯等有机溶剂去除。铝用反应钎剂的残渣,可先用盐酸溶液洗涤,再用氢氧化钠水溶液中和处理,最后用热水和冷水洗净。氯化物基铝用硬钎剂残渣的清除可按下述方法进行:先在60~80℃的热水中浸泡10min,用毛刷仔细清洗钎缝上的残渣,并用冷水清洗;再在体积分数为15%的硝酸水溶液中浸泡30min,最后用冷水冲洗干净。

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