釬焊考試總結資料

1、1. 釬焊：加熱到釬料熔化、母材不熔化的溫度，通過母材與釬料之間的溶解、擴散等冶金反應，凝固后實現(xiàn)冶金連接2. 固體純金屬的表面結構：最外層表面為0.2-0.3nm的氣體吸附層，次表層為3-4nm厚的氧化膜層，常由氧化物的水合物、氫氧化物和堿式碳酸鹽等成分組成，在氧化膜之下是一層厚度約為1-2m厚的微晶組織，其下層是1-10m的變形層，3. 潤濕的分類：附著潤濕、浸漬潤濕、鋪展?jié)櫇?. 附著潤濕：指固體與液體接觸后，將液氣相界面和固氣相界面變?yōu)楣桃合嘟缑娴倪^程。5. 浸漬潤濕：是指固體浸入液體的過程。固氣相界面被固液相界面所取代，液相表面不變6. 鋪展?jié)櫇瘢菏且旱卧诠腆w表面上鋪開的過程，即以液

2、固相界面和新的液氣相界面來取 代固氣相界面和原來的液氣相界面的過程。7. Young氏方程的三個基本假設：過程發(fā)生在理想表面上、系統(tǒng)達到平衡狀態(tài)、體系的溫 度、壓力和組成均不發(fā)生變化則體系的總自由能變化僅取決于表面自由能的變化。8. Young氏方程：,又稱為潤濕系數(shù)，=0就是鋪展?jié)櫇?. Young氏方程的推導是假定在恒溫、恒壓和組成不變的平衡條件下得到的。10. 三種潤濕的共同特點是：液體將氣體從固體表面排開,使原固氣界面消失,并代之以固液界面。11. 附著潤濕 12. 浸漬潤濕：13. 鋪展?jié)櫇瘢?4. 要促進潤濕，最常采用的方法是用第二種液體(釬劑)覆蓋在釬料與母材的表面上，從而使界面

3、的情況發(fā)生變化此時有15. 附加壓力定義為： PA=Pr-P其中:P和Pr分別為平相界面和彎曲相界面時體相所受的壓力?？梢?附加壓力是任意形狀界面時比平界面時多出的壓力。16. 彎曲液面的附加壓力：當相界面為曲面時，還會產生另一種壓力，稱為附加壓力。17. 平界面：附加壓力為零；凸界面附加壓力為正值，指向液體內部；凹界面附加壓力為負值，指向液體外部。附加壓力的方向均指向液面的曲率中心。18. P=2/r 由此可見：附加壓力與表面張力成正比,與界面曲率半徑成反比。 19. 釬縫不致密性缺陷：指釬縫中的夾氣、夾渣、夾氣夾渣、氣孔和未釬透等。20. 釬縫中不致密性缺陷產生的原因：在通常的平行間隙的情

4、況下，液態(tài)釬料和釬劑并不是均勻一致，整齊劃一地流入間隙的，而是以不同的速度和不規(guī)則的路線流入間隙的，這是產生不致密性缺陷的根本原因。 21. 大包圍現(xiàn)象：釬料（或釬劑）熔化后從平行間隙的一側向間隙中填充時，在流動前沿和間隙的側面邊緣處都將出現(xiàn)彎曲液面，因而造成在釬縫邊緣處的附加壓力比內部大，這使得釬料（或釬劑）沿釬縫外圍的流動速度比內部的填縫速度大，因而可能造成釬料對間隙內部的氣體或釬劑的大包圍現(xiàn)象。22. 小包圍現(xiàn)象：從理論上來說,如果接頭間隙均勻,且間隙內部金屬的表面狀態(tài)一致,則液態(tài)釬劑或釬料在間隙內部的流動速度應是基本相同的。然而實際上由于間隙內部金屬的表面不可能絕對平齊,清潔度也有差異

5、,加上液態(tài)釬劑和釬料與母材的物理化學作用等因素的影響,常常造成釬料在間隙內紊亂地流動,流動前沿形似亂云,結果造成小包圍現(xiàn)象。23. 接觸角:是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線穿過液體與固-液交界線之間的夾角，濕潤時程度的量度。所謂潤濕角是指潤濕達到平衡時的接觸角。接觸角是隨時間變化的。24. 潤濕角的滯后：在潤濕的過程中經常可以發(fā)現(xiàn),液體的前進端的接觸角較大,而后退端的接觸角較小。這種前進端接觸角a與后退端接觸角r的差值(ar)稱為接觸角的滯后。（前進角大于后退角）25. 對于接觸角的滯后有 “表面粗糙說”和“吸附說”等不同的理論解釋。26. “吸附說”認為,固體表面吸附著空氣或

6、油脂之類的污染物而形成一吸附層。吸附層阻礙液體前進端的前進,故使a較大。但吸附層一旦與液體接觸,便被液體置換或溶解,使固液間潤濕更完全,所以r較小?！拔秸f”實質是認為固體表面的清潔程度是接觸角滯后的原因。27. 正吸附：如果某成分能降低界面張力，則該成分一定會被吸附到界面上來，從而使該成分的表相濃度大于體相濃度，即為“正吸附” 28. 負吸附：如果某成分是固液相界面張力增大，則會被排斥離開相界面，從而使該成分的表相濃度小于體相濃度，為“負吸附”。 29. 第三類物質，即表面活性物質具有重要意義。由于表面活性物質用量雖少，但其可以發(fā)生強烈的正吸附作用，使其富集于相界面，從而大大降低了界面張力。

7、類，隨濃度增大，表面張力急劇下降。類溶質有特別的實用意義，化工、冶金和選礦等工業(yè)中，被稱為“表面活性劑”或“變質劑”，在釬焊行業(yè)中通常稱之為“表面活性物質”。30. 表面張力及界面張力的測定方法：如毛細管上升法、液滴法、圓環(huán)法、最大氣泡法等，但是固滴法和吊板法最為實用。31. 固態(tài)母材在液態(tài)釬料中的溶解過程是一個多相反應過程，它經歷兩個階段：第一階段是母材與釬料接觸的表面層的溶解，第二階段是被溶解的母材原子從邊界擴散層向液態(tài)釬料中遷移。32. 控制步驟：由于表面反應過程與擴散過程為串聯(lián)過程，由動力學可知，對于串聯(lián)過程來說，當各個階段的速度相差懸殊時，整個過程進行的速度即取決于最慢階段的速度，那

8、么，這個階段就被稱為控制步驟33. 溶解過程可分為以下兩種情況：一是擴散過程為控制步驟，二是表面反應過程為控制步驟。34. 溶解速度常數(shù)K：表示在相同濃度差值和相同固液相界面面積的條件下，母材溶解速度的快慢。35. 溶解過程包括：溶質原子從固相表面向液相遷移的界面反應過程和溶質在界面處生成飽和層向液體內部移動的擴散過程。36. 接觸溶解：習慣上又稱之為接觸反應。 37. 接觸反應釬焊：利用接觸反應原理所進行的釬焊連接被稱之為接觸反應釬焊。原則上凡是能形成共晶的金屬均可用于接觸反應釬焊38. 接觸反應釬焊：分為三個階段，1)準備階段.如在接觸的固態(tài)金屬的界面上形成固溶體層或金屬間化合物層。如果接

9、觸的固體金屬在固態(tài)下無相互作用，則此階段將不發(fā)生。2)形成液相。3)固態(tài)金屬向已形成的液相中溶解。39. 擴散：在存在濃度梯度和化學位梯度的情況下，原子的熱運動可以造成物質的宏觀流動，這種現(xiàn)象稱之為擴散。40. 擴散可分為自擴散和互擴散兩類。41. 自擴散：是指不伴有濃度梯度變化的擴散，這類擴散與濃度梯度無關，只發(fā)生在純金屬和均勻固溶體中。42. 互擴散：是伴有濃度梯度變化的擴散，它與異種原子的濃度差有關。 在互擴散過程中，異種原子相互擴散，互相滲透，所以又叫做“異擴散”或“化學擴散”。43. 互擴散又可分為“下坡擴散”和“上坡擴散”。44. 下坡擴散：是指沿濃度梯度下降方向進行擴散，其結果使

10、濃度趨于均勻化;45. 上坡擴散：則是指沿濃度梯度升高的方向擴散，即由低濃度向高濃度方向擴散，其結果是使?jié)舛劝l(fā)生兩極分化。46. 互擴散 還可以分成“原子擴散”和“反應擴散”兩類。47. 原子擴散 在擴散過程中，基體晶格始終不變，沒有新相生成，這種擴散就稱為原子擴散。48. 反應擴散 在擴散過程中，當濃度變化到一定程度時造成了基體晶格的轉變或形成新相，這樣的擴散就稱之為反應擴散。49. 按照擴散優(yōu)先發(fā)生的部位來劃分，又可分為晶內擴散、晶界擴散、表面擴散、晶格內面擴散、選擇性擴散。50. 晶內擴散：釬焊時，熔融釬料成份均勻擴散到母材晶粒中的情況即為晶內擴散，或稱之為體擴散。51. 表面擴散：當蒸

11、汽相原子在固體表面凝結時，與固體表面碰撞的原子就沿著該表面自由擴散，最終獲得穩(wěn)定位置而固定在晶格上。原子的這種移動現(xiàn)象就被稱之為表面擴散現(xiàn)象。52. 晶界擴散：熔融釬料的原子沿母材結晶界面擴散的現(xiàn)象是為晶界擴散。53. 晶格內面擴散：釬料組元沿母材晶體內的特定晶面向特定方向的擴散是為晶格內面擴散，也稱之為網格狀擴散。54. 選擇性擴散：當釬料由兩種以上金屬構成合金時，在釬焊過程中，如果只有某種元素擴散較快而其它金屬元素的擴散較慢或是完全不擴散，這種現(xiàn)象是為選擇性擴散。55. 柯根達爾效應：在銅鋅合金中鋅的擴散速率比銅大，即DZn>DCu或JZn>JCu，這個現(xiàn)象稱柯肯達爾效應。56

12、. 如果兩種不同金屬相接觸并發(fā)生擴散，接觸界面要移向熔點低的金屬一側，并在低熔點金屬一邊形成分散的或集中的空位，其總數(shù)超過平衡空位濃度；而另一邊的空位濃度將減少至低于平衡空位濃度，因此也改變了晶體的密度。57. 在多相擴散中包括以下兩個過程，一是原子擴散過程，另一是界面上達到一定的濃度時發(fā)生化學反應，從而形成新相的過程。58. 反應擴散的特點是在相界面處產生濃度躍變，且躍變的濃度與狀態(tài)圖中相的極限溶解度相對應。 59. 擴散激活能：晶體中，原子從一個位置移動到另一個位置必須具有一定的能量Q，以便克服周圍原子對該原子的作用力。能量Q是原子脫離某位置所必須越過的能壘值，稱為原子的激活能。60. 擴

13、散機制：空位擴散機制、換位擴散機制、間隙擴散機制、位錯擴散機制、晶界擴散機制、表面擴散機制61. 晶間滲入：62. 晶間滲入原因：晶間滲入的產生是因為在液態(tài)釬料與母材接觸中，釬料組分向母材中擴散，由于晶界處空隙較多，擴散速度較快，結果造成了在晶界處首先形成釬料組分與母材金屬的低熔點共晶體。由于其熔點低于釬焊溫度，這樣就在晶界處形成了一層液態(tài)層，這就是所謂的晶間滲入。 63. 釬縫組織：一般由三個區(qū)域組成，母材上靠近界面的擴散區(qū)，與之相鄰的釬縫界面區(qū)和釬縫中心區(qū)64. 為減緩界面處化合物相的生成,可采用如下措施: 一、 在釬料中加入不與母材和釬料基體金屬形成化合物的組元。例如:在Sn中

14、加入Pb釬焊Cu時,可使Cu6Sn5層減薄,當含Pb量達到70%時,化合物層可能會完全消失。  二、 在釬料中加入只能與釬料基體金屬形成化合物而不與母材形成化合物的組元。例如:在Sn中加Ag釬焊Cu時，可在釬縫中形成Ag3Sn金屬間化合物,從而使Cu6Sn5層減薄。 65. 去膜方式：物理方式：如機械刮擦使氧化膜破碎，或是采用超聲波振動方法，利用超聲波的空化作用使母材表面的氧化膜脫落；化學方式：即利用釬劑與母材表面氧化膜的反應來達到去除氧化膜的目的。多數(shù)釬劑釬焊過程都是通過化學機制來去除氧化膜的，但在此過程中的反應卻是多種多樣的，其作用方式可以是使氧化膜溶解，也可以是使氧化膜與基體金

15、屬的結合被削弱而剝落等等。66. 真空釬焊的去膜機制：真空狀態(tài)降低了釬焊區(qū)的氧分壓，導致了氧化物的分解金屬氧化物及其合金的揮發(fā)，破壞了表面的氧化膜表面氧化膜被母材中的合金元素還原而去除氧化膜被母材所溶解而去除液態(tài)金屬的吸附作用使氧化膜強度降低,并因熱膨脹系數(shù)不同,造成氧化膜破碎彌散而去除67. 常用的硬釬劑主要是以硼砂、硼酸酐及其混合物為基體，添加堿金屬或堿土金屬的氟化物、氟硼酸鹽等組元構成的釬劑。68. 常用軟釬劑可以分為：69. 無機軟釬劑：無機鹽類軟釬劑、無機酸類軟釬劑 70. 有機軟釬劑：樹脂基軟釬劑（以松香為主體）、非樹脂基軟釬劑71. 其他：免清洗釬劑、水溶性釬劑、醇溶性釬劑 72

16、. 自釬劑釬料：所謂自釬劑釬料是指含有一定量的能起到釬劑作用的元素的釬料。73. 釬料要具有自釬劑作用,應滿足以下要求：一、 釬料內應含有較強的還原劑,可在釬焊溫度下還原母材表面的氧化物；二、 還原劑與母材表面的氧化物作用后的產物,其熔點應低于釬焊溫度,或能與母材表面氧化物形成低熔點的復合化合物；三、 還原產物后所形成的復合化合物的粘度要小,可被液態(tài)釬料排開,不妨礙釬料鋪展。四、 此外，還希望還原劑能溶解于釬料內，并且最好能降低液態(tài)釬料的表面張力，改善釬料的潤濕性。74. 釬縫的性能 ：釬縫的耐熱性、 釬縫的硬度 、釬縫的耐蝕性 、釬縫的熱膨脹 75. 釬焊接頭的強度 ：由釬料的強度，釬焊過程

17、中的各種金屬學因素、工藝因素、接頭結果因素和使用因素等的綜合作用情況。 76. 釬縫間隙與接頭強度的關系：（釬縫間隙是指接頭結合表面之間的距離）一般來說，存在一可使接頭達到最大強度的最佳間隙，當接頭的間隙小于此最佳間隙時，由于間隙內的釬劑和氣體難以完全排除，或是釬料流入困難，致使釬縫中的不致密缺陷增加，夾氣，夾渣明顯，因而會降低接頭的強度。而當釬縫間隙大于此最佳間隙時，毛細作用減弱，釬料難以填滿釬縫間隙，并且釬縫中易出現(xiàn)柱狀晶鑄造組織及枝晶偏析，因而也會導致接頭強度下降。 77. 接頭間隙對機械性能的影響主要包括以下幾個方面：(1)由于母材金屬的強度較大，就產生了阻止釬料塑性流動的純機械作用；

18、 (2)間隙的變化會影響到釬縫中產生夾渣和氣孔的可能性； (3)接頭厚度與毛細作用以及釬料填縫作用之間的關系。 78. 釬縫的釬著面積：79. 釬著率:我們將實際釬著面積Sr與釬縫面積Sb的比值稱為釬著率,80. 釬焊接頭間隙的選定 ：通常在確定接頭間隙時要考慮以下幾方面的因素： (1)母材與釬料的匹配及其機械性能，如：拉伸強度、剪切強度、彈性模量、剪切彈性模量等；(2)釬焊接頭的形式，如：對接、搭接、角接等； (3)釬料與母材間的相互作用，如：溶解、擴散、偏析、晶粒長大等；(4)釬焊缺陷及釬著率等。 在確定釬焊間隙時除了要考慮材料熱膨脹系數(shù)差異的影響之外，還要考慮下列因素的影響，母材與釬料之間的相互作用程度、釬劑、工件表面粗糙度、接頭長度。90.對釬焊的認識 釬焊屬于固相連接，是一種用低于母材熔點的金屬材料作釬料，將母材加熱到釬料與母材熔點之間適當?shù)臏囟龋刍F料潤濕母材、填充接頭間隙并與母材相互擴散形成接頭的焊接方法。按釬料液相線溫度分為硬釬焊和軟釬焊。焊接加熱溫度低于450稱為軟釬焊，高于450稱為硬釬焊。 軟釬焊多用于電子和食品工業(yè)中導電、氣密和水密器件的焊接。以錫鉛合金作為釬料的錫焊最為常用。 硬釬焊接頭強度高，有的可以在高溫環(huán)境下工作。硬釬焊的釬料種類繁多，以鋁、銀、銅、錳和鎳為基的釬料應用最廣