浅聊各种铜合金产品的钎焊工艺

日期: 2024-09-06 12:05:01|浏览: 71|编号: 93468

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浅聊各种铜合金产品的钎焊工艺

钎焊前,铜表面生成的氧化膜很容易被磨掉。在需要大面积钎焊的地方,建议使用5%~15%(体积分数)的硫酸溶液进行清洗,这将大大提高工作效率。

(1)无氧高导电铜和脱氧铜容易用炉钎焊或火炬钎焊进行钎焊。在高温下,含氧铜对氧迁移或氢脆很敏感,甚至两者兼而有之,因此含氧铜应在惰性气体、氮气或真空气氛下在炉中钎焊。

火焰钎焊应使用中性或略带氧化性的火焰。铜-磷或银-铜-磷钎料对铜具有自熔作用。然而,在大型组件中,焊剂是有效的。大型部件的延长钎焊时间会引起额外的氧化。由于存在腐蚀和侵蚀的风险,使用含磷钎料的钎焊接头不应长时间暴露在高温水和含硫气氛中。

如果使用铜锌钎料,操作时应注意不要过热。接头中锌的蒸发会造成针孔。使用火焰钎焊时,氧化火焰会减少锌的蒸发。可使用 AWS 焊料 FB3-D、FB3-1 和 FB3-J。此类钎料的耐腐蚀性不如铜。

(2)特殊铜合金,含少量银、铅、碲、硒或硫(质量分数一般不超过1%)的铜,用自熔性钎料BCuP容易钎焊。若使用钎剂,润湿性会有所改善。高强度镀铜合金(铍质量分数为2%),可同时在炉中钎焊,并在788℃下进行固溶处理。钎料在稍低的温度下(760℃)凝固,然后将部件在水中淬火并在343~361℃下时效。银铜联产品在AWS中一般与FB3-A和FB3-E钎剂一起使用。

另一种快速加热(所需时间少于 1 分钟)的方法是将固溶退火材料在低于固溶退火温度的温度下进行钎焊。时效感应钎焊无需在钎焊后重新退火即可实现足够快速的加热。

锆铜和铬铜在 482°C 下进行时效处理,然后在 899-1010°C 下进行固溶退火和冷加工。使用含银钎料和含氟化物焊剂进行钎焊最好在固溶退火和冷加工之后、时效硬化之前进行。在此过程之后,母材的热处理特性低于正常水平。

(3)铜锌合金(黄铜),所有黄铜均可用BAg、BCuP焊料钎焊,熔点较高(锌含量低)的黄铜也可使用焊料钎焊。AWS EB3-A、FB3-C、FB3-E注射剂与BAg、BCuP焊料配合使用;AWS FB3-D、FB3-J注射剂与焊料配合使用。

即使在保护气氛中,也可使用注射焊剂来改善钎料的润湿性。焊剂还可用于减少锌的蒸发。当加热到400℃以上时,黄铜表面的大量锌将蒸发并损失。在炉中钎焊过程中,在零件表面涂上焊剂,或在火焰钎焊中使用氧化火焰,可以减少这种损失。黄铜也受裂纹的影响,因此应小心均匀地加热。应避免引起应力集中和产生热应力的尖角和横截面变化。逐渐提高工件的加热温度是一种有效的方法。

(4)铜锡合金(磷青铜)铜锡合金在受力条件下易产生开裂。根据经验,钎焊前应释放应力或对零件进行退火处理,并采用缓慢的升温速度,防止热冲击。当锡含量较高或有相当数量的铅添加剂时,钎焊过程中需要使用钎剂进行充分保护。所有磷青铜均可用BAg和BCuP焊料钎焊。低锡磷青铜也可使用焊料钎焊。

磷青铜有时也以金属粉末块的形式提供,在针焊前需用水基或油基胶体石墨悬浮液刷表面进行预处理,然后低温烘烤、清洗、脱脂。此过程可密封钎焊所需的小孔。

(5)铜铝合金(铝青铜)铜铝合金可采用含银材料和AWS FB3-D、FB31、FB3-J型纤维焊剂。在钎焊温度下,含Al量大于8%的铜合金会因形成难熔的氧化铝而引起钎焊困难。但通过在待钎焊表面电镀0.013mm厚的铜层可解决这一问题。对于无电镀表面的炉内钎焊,也可采用焊剂配合保护气氛。

(6)铜硅合金(硅青铜),硅合金在钎焊前应进行清洗、镀铜或涂钎剂处理,以防止生成难熔的氧化硅。建议采用机械清洗。如上文所述,对于轻度氧化,可对铜硅合金进行酸洗,一般采用含硅钎料和AWS FB3-AFB3-C、FB3-E型钎剂。硅青铜易受钎料晶间渗透,在应力作用下产生热脆性。钎焊前应释放应力,钎焊温度应低于760℃。 (7)铜镍合金 铜镍合金一般采用BAg钎料进行钎焊。使用BCuP型钎料前,必须对母材的性能和微观组织进行充分评估。钎焊过程中可能形成脆性镍磷化物。母材必须不含硫和铅,否则在钎焊循环过程中会引起裂纹。可以使用标准溶剂和碱性脱脂程序。可以用砂布或在 5%(体积分数)硫酸的热溶液中酸洗去除氧化物,然后立即彻底用水冲洗。AWS FB3-A、FB3-C 和 FB3-E 助焊剂适用于大多数应用。

在应力条件下,铜镍合金对熔融钎料引起的晶间渗透非常敏感。为防止裂纹,应在钎焊前释放应力,并且在钎焊过程中不应引入应力。

(8)铜镍锌合金(镍银)。铜镍锌合金可采用与黄铜钎焊相同的工艺轻松钎焊。使用钎焊填充金属时,必须小心谨慎,因为钎焊温度相对较高。除非在钎焊前消除应力,否则这些合金容易受到填充金属的晶间渗透。这些合金的导热性低,容易局部过热。建议缓慢均匀地加热,并使用足够的喷射以防止氧化。

用于铜与异种金属钎焊的钎料如图1所示。

(9)铜合金与不同异种金属的连接也可容易地进行钎焊。当将铜合金与奥氏体不锈钢或镍钎焊时,也可使用BAg钎料。将铜合金与铝和镁合金钎焊则比较困难。在这些情况下,两种母材的热膨胀系数相差很大,设计和生产令人满意的钎焊接头极其困难。市场上通用的铜铝焊丝是一种强度很低的焊接材料!

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