版本：0钎焊培训编制：孟德全审核：日期：2010-11-5钎焊培训教材1.总则工人上岗前都要经过培训,按照工种和等级的标准,达到所要求的应知、应会,经考试合格取得相应的上岗证或资格证书.具体对钎焊工来说,经过培训,要熟悉钎焊的基本原理和操作要领,能严格按照《钎焊工艺标准》进行操作,基本防止钎焊接头出现虚焊、漏焊及过热氧化等现象,保证钎焊接头质量的稳定性、可靠性。
2.钎焊定义和分类2.1润湿性.当少量液体处在空气中时,由于液体表面分子受到各向相同的表面张力,液体向内收缩成球状—液滴.当少量液体处在某种固体表面时,由于固体分子与液体分子之间的表面张力不同于液体分子之间的表面张力,此时液体会表现出不同的形状,我们称它为该种液体对该种固体表面的润湿性.当固—液之间的表面张力大于液体本身的表面张力时,α<90°(见图1),如水和玻璃,反之,则α>90°,如油、水银和玻璃.不同的液体对特定的固体表面,α愈小,我们称为润湿性愈好.在钎焊过程中,润湿性愈好,表现为流动性愈好,润湿性与流动性是一致的.2.2毛细管作用如果将玻璃管插入水槽中时(见图2A),管中的液体受到一个向上的力,随着管子内经的变小,液体的爬升高度相应增大,这一现象是钎焊中所称的毛细管作用.反之,如果将玻璃管插入水银槽中时(见图2B),管中的液体由于受到一个向下的力,液面将会下降.这种情况是毛细管作用的另一种表现,在钎焊中是不希望的。
2.3钎焊定义钎焊是把需要连接的材料－母材加热到适当的温度(焊接温度)，并使填充材料(钎料、焊料)熔化，利用毛细管作用使液态钎料填充固态母材之间的间隙，经钎料在母材表面的渗透、扩散和相互作用，然后冷却、凝固，从而形成冶金结合的一种连接方法。
2.4钎焊与焊接(熔焊)的区别。
2.4.1熔焊是集中加热,钎焊是均匀加热。
2.4.2熔焊时母材熔化,钎焊时母材不熔化(钎焊温度低于母材熔化温度)。
2.4.3熔焊的填充材料基本上与母材相同或相近,钎焊的填充材料与母材不同。
2.4.4两者焊缝结构不同。
2.4.5熔焊是不可拆卸连接,钎焊是借助加热时为可拆卸连接。
2.5钎焊的分类2.5.1钎焊根据加热方法可分为：火焰钎焊、高频(感应)钎焊、盐浴钎焊、炉钎焊(一般)、真空(炉)钎焊、气体保护(炉)钎焊、烙铁钎焊…….2.5.2钎焊根据所用的钎料不同分为：铜钎焊、银钎焊、铝钎焊、锡钎焊…….2.5.3钎焊根据钎料的熔化温度分为:软钎焊：所用钎料的熔点低于450℃。
硬钎焊：所用钎料的熔点高于450℃。
3.钎料和钎剂。
3.1工件材料(母材)常用的为紫铜、黄铜、钢、不锈钢，其中黄铜为H62。
3.2钎料:铜—锌钎料铜—磷钎料银—铜—磷钎料银—铜—锌钎料银—铜—锌—镉钎料银—铜—锌—锡钎料3.3钎剂(焊剂)钎剂的作用是清除工件表面的氧化物及其他杂质(包括加热前、后),改善钎料流入间隙的性能,保护钎料及焊件不被氧化,因此钎剂对钎焊质量影响很大。
目前常用的钎剂有：L88、FB102、硼砂、自钎剂钎料,钎剂的组成主要有:磷(P)、硼(B)的化合物、氟(F)的化合物、氯(Cl)的化合物。
磷作为自钎剂成为钎料的组成成分,磷是一种强的脱氧剂,与金属氧化物反应生成P 2O 5而升华(气化)。
B 、F 、Cl 化合物主要与金属氧化物生成低熔点的盐,浮于金属表面,凝固后成为渣。
L88与硼砂为B 的化合物,L88为液体,在气态下使用,故可称为气体焊剂。
F102为F 、B 类化合物.氯的化合物主要用于铝钎焊和锡焊.3.4应用3.4.1铜—锌钎料即平时所称的黄铜钎料,适用于铜、钢、不锈钢,配用焊剂为L88或硼砂,建议采用钎料为H62、丝221。
3.4.2铜—磷钎料属于自钎剂钎料,在钎焊铜时,以磷作为钎剂,不需使用其它钎剂，在钎焊黄铜时一般需配用L88或硼砂,该钎料的特点是性脆.铜—磷钎料不能用于黑色金属,因为磷与铁易生成脆性化合物导致焊缝开裂.银—铜—磷钎料是在铜—磷钎料基础上添加银,改善钎料的强度,降低脆性,提高韧性.用途基本同铜—磷钎料.只是当含银量为15%时,应配用钎剂FB102.基于上述情况并考虑到成本,建议采用2%Ag 的银—铜—磷钎料.3.4.3银—铜—锌钎料即平时所称的银钎料,均可用于铜、黄铜、钢、不锈钢.一般情况下可配用FB102钎剂,银—铜—锌钎料当含65%Ag 时熔点最低,随着含银量下降,其熔点随之上升.由于银是贵重金属,价格较高,为了降低钎料的含银量,又使其有较低的熔点,一般在钎料中添加锡、镉等元素.添加锡的钎料,在实际使用中发现其润湿性略有下降,至于添加镉的钎料,对钎料熔点的降低效果明显,但镉对人体健康的危害较大,易患骨质疏松症.使用含镉钎料,必须加强工作场地的通风,当采用低熔点的银—铜—锌—镉钎料时,需改用FB101钎剂.综合工艺性和成本,建议采用如下焊料:BAg25CuZn、BAg30CuZnSn、TS-35Z、TS-45Z。
4.焊接火焰4.1气体:常用燃烧气体有乙炔、丙烷(或液化石油气—多种烷的混合物)常用助燃气体为氧气.4.2焊接火焰.当采用氧气和乙炔为焊接用气时,氧—乙炔火焰可以分为三种:氧化焰、中性焰、还原焰(或称碳化焰).一般在氧—乙炔火焰在点燃后可以明显地分为三层,(见图3)最里一层称为焰心,中间一层称为内焰,最外一层称为外焰,当调节氧、乙炔气阀(氧、乙炔量变化)时,火焰发生变化,当内焰缩短到接近焰心而至焰心与内焰不分时,火焰随之带有噪声,火焰愈短,噪声愈大，此时的火焰称为氧化焰，当内焰与焰心接近至发出噪声前的临界状态称为中性焰，内焰较中性焰时长，称为还原焰或碳化焰.氧—乙炔火焰的温度，其最高温度，氧化焰为3100~3300℃，中性焰为~3150℃，还原焰为2700~3000℃，每一种火焰从长度方向上看在内焰前部近三分之一处温度最高，从横向断面看，中心温度最高。
另外火焰的温度还与混合气体的喷射速度（流量或称功率）有关，喷射速度越大，则火焰温度越高。
根据钎焊的特点，为了对焊接部位能均匀加热，火焰与工件之间需要有一定距离，加热范围越大，距离一般越远，由此来看.氧化焰因氧气过剩，会使金属氧化，产生氧化物，故在钎焊中禁止使用中性焰由于内焰较短，外焰有一定氧化性，虽然其最高温度较高，但在钎焊时最高温度部分并不处于加热部位，热量亦未能充分利用，故钎焊时一般也不采用.还原焰由于内焰较长，温度较柔和，加热面积较大，内焰中乙炔未完全燃烧，具有一氧化碳和氢气，对金属表面能起一定的还原和保护作用，故较适合于钎焊.在一般情况下，钎焊火焰规定采用还原焰.还原焰实际上范围很宽广，可以根据工件情况选定火焰的长度和功率.还原焰在加热时，有时会出现结碳的情况，这主要是由于火焰和焊枪与工件的距离不相适应，工件深入内焰的缘故，在火焰不变的情况下，只要适当拉大距离，这种现象即可消除。
5.钎焊接头的质量要求.根据钎焊的特点，理想的钎焊接头应达到钎料分布均匀、填满接头缝隙，并与焊件表面牢固结合在一起，内、外表面缝口呈一定的R状，焊接部位无堵塞、虚焊、漏焊、气孔、焊瘤等现象。
示例见图4.6.钎焊接头质量的影响因素.6.1.钎料、钎剂的影响.针对一定的母材,应选择相应的钎料和钎剂,如果选用不当,就会影响其润湿性和流动性最终不能获得满意的钎焊接头.应该看到润湿性是钎料配用一定的钎剂在一定的母材上表现出来的铺展能力,是三者相结合条件下的一项主要工艺性指标.关于焊料、焊剂的选用举例见表16.2、金属表面油污、氧化物的影响.在常规条件下,金属表面的油污、氧化物与钎料之间的表面张力值佷低,易产生不润湿现象.所以一般都要求工件表面清洁,没有油污和氧化物,露出金属光泽.6.3、接头配合间隙的影响.配合间隙是钎料毛细管作用的主要组成因素,根据毛细管作用的原理,间隙越小,毛细管作用越强.但是当间隙为0时,钎料就无法通过.由于实际接头间隙不均匀性,所以也有一个相宜的最小值.另外,由于钎料在沿间隙流动的过程中,经过与母材间的渗透、扩散作用,其成分实际上是在连续不断的发生变化,总的趋势是其液体部分的熔化温度逐渐升高,间隙越小,其作用越明显,这也是接头间隙不能过小的原因.间隙太小，会影响钎料的深入与润湿，达不到全部焊合；间隙太大，不但浪费钎料，而且会降低钎焊接头强度。
一般来说,间隙在0.05~0.20mm较好,实际上这也与加工、装配、焊接等方面有关。
在条件允许时应取其下限。
另外,应该看到管子结合表面的划痕、凹凸不平、毛刺等都会影响接头的间隙,应予避免和清除。
6.4、温度的影响当钎料为液态时,由于随着温度上升,其自身的表面张力下降,与母材间润湿越好,铺展面积也就越大,但是温度过高,会导致母材晶粒过分长大,形成过热、过烧等问题,材质变脆,容易断裂,同时容易造成钎料的过分流失,不易填满焊缝。
温度过低,除了易产生未焊透外,还会产生难以查出的虚焊.故钎焊温度一般常取为钎料液相线以上约20~40℃.6.5、管子插入深度的影响由水在一定间隙的两块玻璃之间的流动情况可以看到,不是理想的等速前进,往往是不规则的,边缘部分较快,再加上间隙的不均匀,表面状态的不一致,最终导致钎焊接头焊缝的不致密,插入深度越大,路程越长,不致密程度愈严重.另外钎焊接头作为一种搭接接头,按照等强度设计的要求,必须保证一定的深度.管子的插入深度建议如表2管径mmφ≤1010＜φ≤2020＜φ≤3535≤φ插入深度mm8～1010～2015～2730～50对于有特殊要求的接头,设计应进行必要的计算,生产中根据情况采取一定措施.7.焊接前的准备工作7.1、阅读和消化图纸、工艺,明确加工要求.7.2、按图纸、工艺验收有关的零部件.7.3、检查管子间的间隙和插入深度,如发现异常,应按图纸复验,查明原因,交检验部门处理.7.4、检查管子接头处是否清洁,应无油污和氧化物,一般情况下,若有氧化物,用砂纸打磨处理,若有油污,用易挥发的有机溶剂(三氯乙烯、汽油……)清洗.7.5按工件材料(母材)选用钎料、钎剂.8.钎焊及其操作要领8.1、对铜管内壁充氮保护,和对因火焰、温度易损件的保护.铜管在钎焊的加热过程中极易氧化,特别是管子内壁生成的氧化皮,在制冷系统的运行过程中造成脏堵.经试验,采用氮气保护,完全可以防止氧化,所以为了有效的保护管子内壁,避免管壁氧化,所有制冷系统的铜管焊接,都必须通氮气保护,氮气的压力在（0.05~0.10）MPa,氮气流量约为4~5L/min.其中尚须注意这样几个问题:a.充氮的连接接头与管子配合要好,尽可能封堵，否则既浪费氮气,又不能达到保护的预期目的。
b.氮气从进口到焊接部位有一定的距离,氮气从充入至到达焊接部位有一定的时间,焊接应在氮气到达焊接部位后进行。