軟釺焊

軟釺焊

軟釺焊是使用熔點不超過450℃的釺料,通過加熱到低於母材熔點而高於釺料熔點的軟釺焊溫度而實現連線的一類連線方法。釺料通過毛細作用鋪展在緊密貼合的連線表面上,或通過潤濕作用鋪展在工件表面上。

軟釺料是液相線溫度(熔點)不超過450℃的軟釺焊用釺料。軟釺料通常是不含鐵的合金。450℃的溫度是釺焊和軟釺焊的分界點。釺焊所涉及的大部工藝參數及影響因素也適用於軟釺焊。事實上,軟釺焊、硬焊或銀焊等工業術語也是用來區分軟釺焊和釺焊的。

基本介紹

  • 中文名:軟釺焊
  • 外文名:Soft soldering
  • 類型:焊接技術
  • 分類:硬釺焊和軟釺焊
  • 特點:操作容易
  • 釋義:熔點不超過450℃
簡介,軟釺焊分類,軟釺焊機理,軟釺劑,

簡介

釺焊在工業上被定義為採用比母材溶化溫度低的釺料,操作溫度採用低於母材固相而高於釺料液相線的一種焊接技術。釺焊時釺料熔化為液態,而母材保持為固態,液態釺料在母材的間隙中或表面上潤濕、毛細流動、填充、鋪展、與母材相互作用(溶解、擴散或產生金屬間化合物)、冷卻凝固形成牢固的接頭,從而將母材連線在一起。由於歷史原因,釺焊一直被分為硬釺焊和軟釺焊。
美國焊接學會規定釺料液相線溫度高於45℃所進行的釺焊為硬釺焊,低於450℃所進行的釺焊為軟釺焊 ,而我國常將350 ℃作為分界線。軟釺焊主要依靠釺料對母材的潤濕來形成接頭 。軟釺焊是低溫結合工藝,與硬釺焊相比它具有以下特點:
(1)軟釺焊可用烙鐵、噴燈等普通熱源進行釺焊,操作容易;
(2)加熱溫度低,母材金屬的組織性能變化不大,可以使銅鋁構件以任何方式焊接,其可能發生的膨脹、強度變化和變形都較小;
(3)釺焊生產率高,一次性能焊接幾十至幾千個焊縫,易於實現自動化生產;
(4)由於使用的釺料熔化溫度低,釺焊時焊劑不易被燒焦且適合的焊劑化合物可選擇的範圍廣。

軟釺焊分類

1、浸沾軟釺焊
浸沾軟釺焊(DS)是一種利用熔融軟釺料的金屬浴進行加熱的軟釺焊方法。軟釺料可利用任何熱源來保持熔融狀態。軟釺料浸沾設備通常是自動化的,而且通過編程來控制預清理、釺劑加入、預熱和浸沾過程。
2、爐中軟釺焊
爐中軟釺焊(FS)是一種將待焊工件放在爐內進行加熱的軟釺焊方法。爐中軟釺焊時,必須將焊件裝配好並固定在適當位置。必須將軟釺料預先裝入到接縫中。可利用任何合適的燃料或能源加熱爐膛。
3、感應軟釺焊
感應軟釺焊(IS)是一種利用工件中感應電流產生的電阻熱進行加熱的軟釺焊方法,它與感應釺焊類似。
4、紅外軟釺焊
紅外軟釺焊(IFS)是一種利用紅外線輻射熱量進行加熱的軟釺焊方法,它與紅外釺焊類似。
5、烙鐵軟釺焊
烙鐵軟釺焊(INS)是一種利用烙鐵進行加熱的軟釺焊方法。烙鐵有一個被稱為加熱頭的部件,用於加熱並將熱量傳遞給軟釺料,該加熱頭是用銅製成的。可用不同的方法加熱烙鐵的加熱頭,例如,電焊鐵利用內部的電阻線圈加熱;還有火焰加熱和爐內加熱等。工業中還使用軟釺焊焊槍,這種焊槍採用電阻熱,其加熱頭是一個高電阻元件。軟釺焊焊槍廣泛用於電子部件組裝。烙鐵軟釺焊一般採用手工操作方式。
6、電阻軟釺焊
電阻軟釺焊(RS)使用電流流過焊件時產生的電阻熱進行焊接。這種方法與電阻釺焊稍有不同,通常需要利用手持工具進行焊接,需要將低電壓的大電流引入到焊件上。電氣設備製造業常用這種方法。下圖示出了利用電阻軟釺焊將耳狀接頭連線到焊接電纜上的一個套用實例。軟釺料通常利用手工方式加入。這種方法還用於釺焊工業銅質管件。
電阻軟釺焊電阻軟釺焊
7、火焰軟釺焊
火焰軟釺焊(TS)與火焰釺焊類似,不同的是所用的釺焊溫度較低,而且利用空氣而非氧氣作助燃氣體。使用一個小型丙烷氣瓶,將一個焊炬頭安裝到該氣瓶上後,氣瓶變成手柄。軟釺料用手工操作方式加入。火焰軟釺焊廣泛用於管子安裝行業,用來將管子和銅管件釺焊起來。
8、波峰軟釺焊
波峰釺焊是一種自動化軟釺焊方法,主要用來在印刷電路板上安裝電子元件。通過使電路板焊接面滑過熔融釺料波峰進行焊接。首先將電子元件引線插入電路板小孑L並固定到印刷電路板背面的印刷線路上。然後,印刷電路板放置在盛放熔融軟釺料的槽上,並使印刷電路板與軟釺料的波峰接觸,從而將它和電子元件的引線釺接起來。這是一種全自動方法,而且可得到高質量的焊縫。這種方法廣泛用於電子業中。

軟釺焊機理

軟釺焊連線涉及三個密切相關的因素:潤濕,合金化和毛細作用。潤濕是液態釺料和釺劑在固態母材上的鋪展或連線過程。對於軟釺焊,這是非常明確的。當熔融的軟釺料在母材的表面上留下一個連續的永久釺料膜層時,就可以說釺料潤濕了母材表面。當軟釺料中的原子和母材之間的引力超過軟釺料的原子之間的吸引力時,潤濕就會發生。潤濕本質上是一個化學反應。潤濕過程中,軟釺料的一種或多種元素與被焊母材反應並形成化合物。
軟釺料與母材形成合金的能力影響到它潤濕表面的能力。加熱可用來促進潤濕。母材的清潔程度影響母材與釺料形成合金的能力。母材表面必須沒有氧化物,這可通過表面清理並使用釺劑來實現。為了保證在界面發生合金化,在軟釺料和母材之間一定要緊密接觸。潤濕溫度與軟釺料合金的液相線溫度可能不一致。
液態軟釺料的流動性應保證釺料能通過毛細作用進入狹窄的空間。通過試驗可確定這種流動性。軟釺料的流動性是影響軟釺料在母材表面上鋪展性的重要因素。軟釺料的流動性或鋪展性可通過試驗確定。
軟釺焊的實際焊接過程包括兩個步驟:用軟釺料潤濕母材表面和使軟釺料填充到連線表面之間的間隙中。這兩個步驟通常是一起進行的,這取決於釺焊條件和釺料加入方式。然而,對難於軟釺焊的金屬,必須在接頭裝配之前用軟釺料潤濕母材的表面,該過程稱為鍍錫或預塗覆。
軟釺焊接頭的強度依賴於接頭設計和工件之間的間隙。成功的接頭設計應使接頭不受拉伸作用。常見的釺焊接頭是搭接接頭,為了達到要求的強度,必須保證足夠的搭接面積。被連線工件之間的間隙一定要保持在允許的限值內。接頭的最大強度比軟釺料的強度要高得多。對於大部分實際套用來說,推薦間隙值為0.003~0.005in。如果工件間的問隙過大,接頭強度將下降到釺料合金的強度水平。接頭形式與釺焊所用的接頭形式相同。

軟釺劑

釺劑幫助去除氧化物,但是在釺焊完成後釺劑必須能夠去除。釺劑必須在顯著低於釺料熔點的溫度下就具有很好的流動性。其密度應低於軟釺料的密度,以便使軟釺料能在接縫中取代它。它應該能促進軟釺料對工件表面的潤濕。較強的釺劑有酸性釺劑或無機型釺劑。有機的釺劑(如精製松香)是最柔和的釺劑,通常稱為白色松香或非活化松香。松香含有松香酸,非常柔和,具有較大的液態溫度範圍,對於熔點最高的軟釺料也能保持良好的效果,是一種常用焊劑。釺劑還應塗覆到母材上,保護母材不被氧化。
絲狀軟釺料的芯部通常裝有釺劑。芯部釺劑的含量通常為0.5%~3%,最常用的含量是2.2%。常用的為松香芯軟釺料和酸性芯軟釺料。松香芯軟釺料用於電氣產品的釺焊;酸性芯軟釺料用於金屬薄板的釺焊。

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