第1章釬焊緒論

釬焊1課程安排1本課程根據(jù)教學(xué)大綱計(jì)劃安排24學(xué)時(shí)，講授24學(xué)時(shí)；2本課程為考查課，成績采用平時(shí)（50%）+期末考核（50%）進(jìn)行綜合評(píng)定；3教材：《釬焊》，主編：朱艷，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2012。參考書《釬焊》，鄒僖主編，第二版，機(jī)械工業(yè)出版社，19892主要內(nèi)容第1章緒論；第2章釬焊原理；第3章釬焊方法及設(shè)備第4章釬料第5章釬劑第6章釬焊接頭設(shè)計(jì)及釬焊工藝第7章常用金屬材料的釬焊3主要內(nèi)容第8章硬質(zhì)合金的釬焊；第9章金屬與非金屬的釬焊；第10章復(fù)合材料的釬焊；第11章釬焊缺陷及檢驗(yàn)第12章釬焊操作中的安全與防護(hù)4釬焊的基本概念、特征釬焊定義：借助于比母材熔點(diǎn)低的液態(tài)釬料填滿固態(tài)母材間的間隙，并相互擴(kuò)散形成結(jié)合的一類連接材料的方法。釬焊特征：（1）釬料熔點(diǎn)低于母材，釬焊時(shí)母材不熔化；（2）釬料與母材的成分有很大差別；5釬焊的基本概念、特征和應(yīng)用（3）熔化的釬料靠潤濕和毛細(xì)作用吸入并保持在母材間隙內(nèi)；（4）依靠液態(tài)釬料與固體母材的相互擴(kuò)散而形成冶金結(jié)合。釬焊是最古老的焊接方法-幾千年前釬焊應(yīng)用于最尖端的產(chǎn)品制造-微電子器件釬焊是研究最落后的焊接方法-系統(tǒng)性和理論6生產(chǎn)活動(dòng)是人類社會(huì)生存和發(fā)展必須的；所有生產(chǎn)活動(dòng)都是為人類社會(huì)消費(fèi)服務(wù)的；生產(chǎn)技術(shù)是提高生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率，減低生產(chǎn)成本的重要工具；焊接是重要的連接生產(chǎn)制造技術(shù)；釬焊是三大焊接技術(shù)之一，也是最古老的焊接技術(shù)，歷經(jīng)幾千年足見其生命力之旺盛。由于其應(yīng)用的廣泛性，機(jī)械制造業(yè)必須掌握7釬焊具有的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1）釬焊的溫度低于母材,對(duì)母材的組織性能影響??；2）應(yīng)力與變形小，適合于高精度、復(fù)雜零部件或結(jié)構(gòu)的連接；3）生產(chǎn)率高，諸多連接縫可一次完成；4）廣泛的適用性，可焊金屬、非金屬及異種金屬；5）接頭表面質(zhì)量好。8釬焊具有的特點(diǎn)及選擇缺點(diǎn)：

1）接頭強(qiáng)度較低，耐熱性差；2）多用搭接接頭，浪費(fèi)金屬，增加結(jié)構(gòu)重量，易產(chǎn)生應(yīng)力集中；3）焊前準(zhǔn)備要求高，特別是表面質(zhì)量及裝配接頭間隙；4）個(gè)別釬焊工藝方法設(shè)備投資大，費(fèi)用高。綜合零件材料、使用性能、生產(chǎn)成本及效率進(jìn)行選擇91）按釬料熔點(diǎn)分低于450℃軟釬焊Soldering高于450℃硬釬焊Brazing2）按釬焊溫度分高溫釬焊、中溫釬焊、低溫釬焊。（相對(duì)）高于800℃為高溫釬焊；550～800℃為中溫釬焊；低于500℃為低溫釬焊。3）按熱源種類分火焰釬焊、烙鐵釬焊、爐中釬焊、感應(yīng)釬焊、電阻釬焊4）按環(huán)境介質(zhì)及去除母材表面氧化膜的方式分有釬劑釬焊、無釬劑釬焊、自釬劑釬焊、刮擦釬焊、氣體保護(hù)釬焊、真空釬焊釬焊方法的分類10緒論我國早在青銅器時(shí)代已經(jīng)出現(xiàn)了采用釬焊進(jìn)行連接的物件；1637年明代宋應(yīng)星所著《天工開物》中有“中華小釬用白銅末，大釬則竭力揮錘而強(qiáng)合之”的記載；（小釬即釬焊，大釬為鍛焊）

11焊接技術(shù)的歷史與發(fā)展連接技術(shù)是伴隨著材料的應(yīng)用而產(chǎn)生的。在人類還只能使用天然材料時(shí)，就產(chǎn)生了捆綁、鑲嵌、縫紉等連接技術(shù)。當(dāng)人類可以制造材料后，現(xiàn)代意義上的連接技術(shù)就開始萌生了。除機(jī)械方法以外，釬焊或許是最古老的連接金屬的技術(shù)。5500年前用錫釬焊銀擺設(shè)（古埃及）12焊接技術(shù)的歷史與發(fā)展5000年前用錫釬焊銅缽的銀把手（古埃及）5000年前用銀釬料釬焊的管子（古埃及）4000年前用金釬料釬焊的護(hù)符盒（古埃及）公元前5世紀(jì)用錫鉛釬料鑲嵌皇冠上的珠寶首飾等（中國）公元79年被火山爆發(fā)埋沒的龐貝城中有用錫鉛釬料釬焊的家用鉛制水管（古羅馬）13焊接技術(shù)的歷史與發(fā)展14焊接技術(shù)的歷史與發(fā)展釬焊技術(shù)在復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造中的應(yīng)用----微波波導(dǎo)組件15焊接技術(shù)的歷史與發(fā)展釬焊技術(shù)在空間系統(tǒng)制造中的應(yīng)用----固態(tài)陀螺16焊接技術(shù)的歷史與發(fā)展釬焊技術(shù)在空間系統(tǒng)制造中的應(yīng)用----微型氣象站17釬焊技術(shù)在電子產(chǎn)品制造中的應(yīng)用印制電路板溫度傳感器濕度傳感器18第2章釬焊原理第2章釬焊原理§2.1釬料的潤濕與鋪展過程潤濕是指由固-液相界面來取代固-氣相界面，從而使體系的自由能降低的過程。即將液滴置于固體表面，若液滴和固體界面的變化能使液-固體系自由能降低，則液滴能很好潤濕固相表面并鋪展開。

固、液、氣之間的界面張力決定了液態(tài)釬料在母材上的潤濕與鋪展行為。

§2.1.1界面潤濕性θ-接觸角（潤濕角），其大小表征了體系潤濕鋪展的強(qiáng)弱。釬焊時(shí)一般希望θ＜20。。

§2.1.1界面潤濕性§1.1.2毛細(xì)流動(dòng)

當(dāng)將兩互相平行的金屬板垂直插入液態(tài)釬料中時(shí),假設(shè)平行金屬板無限大,釬料量無限多,由于存在毛細(xì)作用,如果釬料可以潤濕金屬板,則會(huì)出現(xiàn)圖(a)所示的情形,否則,則會(huì)出現(xiàn)圖(b)的情形。

§2.1.1界面潤濕性液態(tài)釬料在毛細(xì)作用下的流動(dòng)速度：

V=σlg

acosθ／4ηh=a(σsg-σsl)／4ηhcosθ↑,η↓，則V↑;V∝1/h，剛開始V大，隨著h的增加，而逐漸變慢，所以，為填滿間隙，必須有足夠的保溫時(shí)間。釬焊接頭設(shè)計(jì)（1）釬焊接頭形式

釬焊接頭形式較多，但常使用的有搭接、對(duì)接、斜接及T形接等四種基本形式。搭接的接頭強(qiáng)度最高，其次是斜接，最差的是對(duì)接，所以承受載荷的零件，一般用搭接。對(duì)接只有在承受很小的厚壁構(gòu)件中才采用。薄壁零件釬焊時(shí)，可采用鎖邊接頭以提高接頭強(qiáng)度及密封性。

24（2）搭接長度搭接接頭是釬焊常用接頭，為了保證釬焊搭接接頭與母材具有相等的承載能力，理論上可按下式計(jì)算搭接長度L

在生產(chǎn)實(shí)踐中,搭接長度通常為釬焊金屬厚度3倍以上，但卻較少超過15mm。因?yàn)榇罱娱L度超過15mm以上時(shí)，在釬焊操作時(shí)很難獲得完美的釬縫。

25（3）接頭的裝配間隙釬焊是靠毛細(xì)作用使液態(tài)釬料填滿間隙的，因此必須正確選擇接頭的間隙。間隙的大小很大程度上影響釬縫的致密性和接頭強(qiáng)度。間隙太小，妨礙釬料流入，造成釬縫內(nèi)夾渣或未釬透；間隙過大，破壞釬縫的毛細(xì)作用，釬料不能填滿間隙。26（二）釬焊前焊件的表面處理和裝配（1）焊件的表面處理焊件釬焊前焊件的表面處理包括去油、除氧化膜及焊件表面鍍覆鍍層。焊件表面鍍覆鍍層是為改善釬料對(duì)某些基體材料表面的潤濕性，為防止焊件材料在釬焊過程中被嚴(yán)重氧化及釬料形成脆性化合物。27（2）釬焊接頭的固定設(shè)計(jì)釬焊接頭時(shí)必須考慮使焊前零件的裝配與定位簡便而又準(zhǔn)確。對(duì)于尺寸較大結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件，一般采用專用夾具來定位與夾緊。這時(shí)接頭設(shè)計(jì)不受限制，而對(duì)夾具則有較高的要求，如耐高溫，抗氧化，具有足夠的強(qiáng)度和剛性等。

28（3）釬料的預(yù)置和定位在接頭設(shè)計(jì)時(shí)就必須確定用什么形狀的釬料，以什么方式和方法向接頭間隙進(jìn)給釬料。通常氣體火焰釬焊和烙鐵釬焊釬料是在釬焊時(shí)進(jìn)給的，其它釬焊方法一般都是預(yù)先把釬料安置在接頭上。29（三）對(duì)釬料的要求及釬料的分類1.對(duì)釬料的要求釬焊時(shí)用的填充金屬稱釬料。由于焊件是依靠熔化的釬料凝固后而被連接起來的。因此，釬焊接頭的質(zhì)量與性能在很大程度上取決于釬料。

30為了滿足工藝要求和獲得高質(zhì)量的釬焊接頭，釬料必須滿足下列基本要求：1)應(yīng)具有合適的熔點(diǎn)。釬料的熔點(diǎn)至少應(yīng)比母材的熔點(diǎn)低40～50℃。若兩者熔點(diǎn)太接近，則釬焊過程不易控制，甚至可能引起母材過熱或局部熔化。2)應(yīng)具有良好的潤濕性，能充分填滿接頭間隙。3)與母材的物理化學(xué)作用應(yīng)保證它們之間形成牢固的結(jié)合。4)成分穩(wěn)定，盡量減少釬焊溫度下元素的損耗；少用或不用稀貴金屬。5)滿足釬焊接頭物理、化學(xué)和力學(xué)性能的要求。312.釬料的分類釬料按其熔化溫度范圍分為軟釬料和硬釬料。前者熔點(diǎn)在450℃以下，后者熔點(diǎn)在450℃以上。又根據(jù)組成釬料的主要元素把這兩類又細(xì)分為各種基的釬料。軟釬料有：鉍基、銦基、錫基、鉛基、鎘基、鋅基等釬料。硬釬料有：鋁基、銀基、銅基、錳基、鎳基、金基、鈦基等釬料。3.釬料的型號(hào)

32（四）釬劑釬焊時(shí)使用的熔劑稱釬劑（釬焊焊劑）。它是保證釬焊過程順利進(jìn)行和獲得致密接頭不可缺少的焊接材料之一。1.釬劑的作用：釬劑在釬焊過程中的作用：1)清除釬料和母材表面的氧化物；2)保護(hù)焊件和液態(tài)釬料在釬焊過程中免受氧化；3)改善液態(tài)釬料對(duì)焊件的潤濕性。332.對(duì)釬劑的要求1)釬劑應(yīng)能很好地溶解或破壞釬焊件和釬料表面的氧化膜；2)釬劑的熔點(diǎn)和最低活化溫度應(yīng)稍低于(約低10～30℃)釬料的熔化溫度；3)在釬焊溫度下應(yīng)粘度小，流動(dòng)性好，能