钎焊培训PPT课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,钎焊技术,在制冷行业应用及特点,第1页,第1章,金属材料基本知识（1小时）,第2章,钎焊基本原理 （1小时）,第3章,制冷行业惯用钎焊材料及特点（2小时）,第5章,制冷行业惯用钎焊接头设计（1小时）,第5章,影响制冷配件钎焊接头质量原因及控制方法,（1小时）,第6章,钎焊疑难问题解答（1小时）,第2页,第1章金属材料基本知识,第3页,1.1金属材料基本概念,金属：是指含有金属光泽、良好塑性、优良导热和导电性物质。,分为有色金属和黑色金属。,有色金属：指铁、铬、锰以外64种金属。,十种惯用有色金属：有色金属中生产量大，应用广泛十种金属。我国普通是指：铜、铝、镍、铅、锌、钨、钼、锡、锑、汞。,按密度划分：轻有色金属（密度小于4.5克/厘米,3,）与重有色金属（密度大于4.5克/厘米,3,）。,第4页,金属材料：以金属或合金制成材料，习惯上把一些金属化合物（碳化钨）和以半金属（如硅）为基材料也包含在内。,合金：是两种或两种以上金属元素或金属元素与非金属元素所组成含有金属特征物质。,普通分为有色金属合金和黑色金属合金。,有色金属合金：指由一个有色金属作为基体，加入另一个（或几个）金属或非金属组分所组成既含有基本金属通性又含有一些特定性能物质。,第5页,重有色金属：普通指密度在4.5以上有色金属，有：铜、镍、铅、锌、钴、钨、锡、锑、汞、镉、铋等。,第6页,2、惯用金属普通性质,元素符号,元素名称,外观颜色,密度,(克/厘米,3),（20）,熔点,（）,沸点,（）,Ag,银,白色,10.5,960.8,2164,Al,铝,白色,2.699,660.37,2500,Cd,镉,银色略,带蓝色,8.65,320.9,765,Co,钴,银白色,8.7,1492,2900,Cu,铜,紫红色,8.9,1084.5,2570,Mn,锰,银白色,7.4,1244,2050,Ni,镍,银白色,8.9,1455,2890,Pb,铅,灰白色,11.3,327.4,1740,Sb,锑,银白色,6.67,630.5,1675,Sn,锡,银白色,7.3,231.9,2750,Zn,锌,灰色,7.14,419.5,911,Si,硅,褐色,2.34,1414,3240,In,铟,银白色,7.31,156.61,2050,第7页,3.焊料生产惯用金属牌号,Cu-2:标准阴极铜，Ag-1:一号银锭，Zn-0:0号锌锭，Cd-0:0号镉锭，Sn-0:特号锡锭，Ni-1:1号电解镍，DJMn99.7:电解锰，A00（铝）:0号铝锭，Pb-1:1号铅锭，Si-A(B):甲级硅块，In-1:1号铟锭。,第8页,第2章 钎焊基本原理,第9页,焊 接 历 史（文字记载）,古埃及已开始使用焊接技术焊接金银 饰品（约400060）,中国秦始皇兵马俑出土铜车马已采取焊接技术（约）,中国最早关于焊接文字记载见于 明朝天工开物：“中华小钎用白铜末，而大钎则尽力挥锤以强合之。”,第10页,钎 焊,采取比母材熔点低金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点但低于母材熔点温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并于母材相互扩散实现连接方法。,依据使用钎料不一样，可分为硬钎焊（焊接温度高于450）和软钎焊（焊接温度 450）。,第11页,感应钎焊,第12页,第13页,第14页,第15页,火焰钎焊,第16页,经典火焰钎焊示例-空调器厂、冰箱厂生产线,第17页,2.1 钎焊接头形成过程,钎焊包含这两个过程：,一、,是钎料填满钎缝过程；,二、,是钎料同母材相互作用过程。,假如钎焊时使用钎剂，则还有一个钎剂填缝过程。详细来说，钎焊时，钎剂在加热熔化后流入焊件间隙，同时熔化钎剂与母材表面发生物化作用，从而清净母材表面，为钎料填缝创造条件。伴随加热温度继续升高，钎料开始熔化并填缝，钎料在排除钎剂残渣并填入焊件间隙同时，熔化钎料与固态母材之间发生物化作用。当钎料填满间隙，经过一定时间保温后就开始冷却、凝固，完成整个钎焊过程。,在不使用钎剂场所，如真空钎焊和保护气体钎焊，当然也就没有钎剂填缝过程。,第18页,经典钎焊工艺示例,1,2,第19页,第20页,第21页,第22页,渗透良好，填缝良好,第23页,2.2 钎焊去膜过程,2.2.1 钎剂去膜,在钎焊技术中利用钎剂去膜是当前应用最广泛一个方法。,一、软钎剂,1.无机软钎剂 这类钎剂含有很高化学活性，去除氧化物能力很强。能显著地促进液态钎料对母材润湿。它们组分为无机酸和无机盐。可用作钎剂无机酸有盐酸、氢氟酸和磷酸等。通常以水溶液或酒精溶液形式使用，也可与凡士林调成膏状使用。,第24页,2.有机软钎剂,这类钎剂主要使用了四类有机物：,有机酸，如乳酸、硬脂酸、水杨酸、油酸等；,有机胺盐，诸如盐酸苯胺、磷酸苯胺、盐酸肼、盐酸二乙胺等；,胺和酰胺类有机物，如尿素、乙二胺、乙酰胺、三乙醇胺等；,天然树脂，主要是松香类钎剂。,第25页,二、硬钎剂,现有硬钎料主要是以硼砂、硼酸及它们混合物作为基体，再添加一些碱金属或碱土金属氟化物、氟硼酸盐等，来取得适当活性温度范围和增强去除氧化物能力。,硼酸H,3,BO,3,为白色六角片状晶体，可溶于水和酒精，加热时分解，形成硼酐B,2,O,3,：,2H,3,BO,3,=B,2,O,3,+H,2,O,硼酐熔点为580，它能与铜、锌、镍和铁氧化物形成易熔硼酸盐：,MeO+B,2,O,3,=,MeOB,2,O,3,第26页,第27页,第28页,第29页,第3章 制冷行业惯用钎焊材料及特点,按钎料化学成份分类,依据组成钎料主要元素，软钎料、硬钎料都可分成各种,基,钎料。,软钎料分为Bi基、In基、Sn基、Pb基、Cd基、Zn基等，其熔点范围如图所表示。,硬钎料分为Al基、Ag基、Cu基、Mn基、Au基、Ni基等，其熔点范围如图所表示。,3.1 钎料、钎剂分类,第30页,第31页,钎料型号是怎样表示？,依据GB/T 62081995钎料型号表示方法要求，钎料型号由两部分组成，中间用隔线“”分开。第一部分用一个大写英文字母表示钎料类型。,如“S”表示软钎料；,“B”表示硬钎料。,第32页,表3-1 原机械工业部钎料分类及表示方法,牌 号,合 金 类 型,HL1（料1）,HL2（料2）,HL3（料3）,HL4（料4）,HL5（料5）,HL6（料6）,HL7（料7）,CuZn合金,CuP合金,Ag基合金,A1基合金,Zn基、Cd基合金,SnPb合金,Ni基合金,第33页,钎剂是怎样进行分类呢,第34页,(1)软钎剂,软钎剂指是在450以下钎焊用钎剂。,(2)硬钎剂,硬钎剂指是在450以上钎焊用钎剂。,(3)专用钎剂,专用钎剂是为那些氧化膜难于去除金属材料进行钎焊而专门设计钎剂。,(4)气体钎剂,气体钎剂是一个特殊类型钎剂，按钎焊方法可分为炉中钎焊用气体钎剂和火焰钎焊用气体钎剂两类。,第35页,3.2 钎料、钎剂性能,在实际生产中，钎剂应满足哪些性能要求？,(1)去膜性能,经过物理化学作用，钎剂应足以溶解或破坏母材和钎料表面氧化膜。,(2)润湿和保护性能,钎剂在钎焊温度范围内应该含有表面张力小、粘度低和流动性好特点，以利于钎剂和液态钎料在母材表面润湿和铺展；同时，钎剂及其作用产物密度应小于液态钎料密度，这么钎剂才能均匀地呈薄层覆盖在钎料和母材表面，有效地隔绝空气，起到保护作用。,(3)熔化性能,钎剂熔点应低于钎料熔点，且二者相差不能过大，这么才能确保钎剂在钎料熔化之前有效地发挥作用，去除钎缝间隙和钎料表面氧化膜，为钎料润湿铺展准备条件。,(4)热稳定性能,钎剂在加热过程中应保持其成份和作用稳定不变，不致于发生钎剂组分分解、蒸发或碳化而丧失其应有作用。普通要求钎剂含有大于100热稳定温度范围。,第36页,(5)除渣性能,钎剂及其作用产物密度应小于液态钎料密度，以利于液态钎料在填缝时将它们从间隙中排出，预防它们滞留在钎缝中形成夹渣。另外，钎剂在钎焊后所形成残渣应该轻易去除。,(6)腐蚀性和毒性,钎剂及其残渣不应对母材和钎缝有强烈腐蚀作用，也不应含有毒性或在使用中析出有害气体。,实际上，实用钎剂并不总能全方面满足上述性能要求，尤其是在去膜能力和腐蚀作用两种性能之间往往存在难以克服矛盾，通常只能在满足去膜能力要求前提下依靠工艺办法来预防其腐蚀作用。,第37页,当前，冰箱和空调器钎焊生产中主要采取低银或无银含磷钎料钎焊铜和铜合金件，,表2-2,列出了惯用于钎焊铜及铜合金银钎料成份和性能。,除了银基钎料以外，铜磷钎料也是在生产上广泛应用空气自钎剂钎料。含磷铜基钎料在钎焊铜及铜合金时都含有自钎作用。我们将这种含有自钎作用钎料称为自钎钎料。,表2-3,列出了惯用铜磷钎料成份及性能。,第38页,表3-2,银钎料成份及性能,钎料牌号,化学成份,（质量分数，%）,熔化温度,/,钎焊温度,/,B-Ag10CuZn,Ag-Cu53-Zn37,815850,850950,B-Ag15CuZn,Ag-Cu47-Zn38,787808,820870,B-Ag25CuZn,Ag-Cu40-Zn35,745775,780850,B-Ag18CuZnSn,Ag-Cu46-Zn34-Sn2,780810,820900,B-Ag30CuZnSn,Ag-Cu36-Zn22-Sn2,710760,710770,B-Ag34CuZnSn,Ag-Cu28-Zn27-Sn3,720730,760850,B-Ag40CuZnSnNi,Ag-Cu25-Zn31-Sn3-Ni1,630640,650750,B-Ag35CuZnCd,Ag-Cu26-Zn18-Cd21,630690,700800,B-Ag30CuZnCd,Ag-Cu28-Zn21-Cd21,600690,690770,B-Ag40CuZnCdNi,Ag-Cu16-Zn18-Cd26-Ni0.2,595605,610700,B-Ag20CuZnMn,Ag-Cu40-Zn35-Mn5,740790,800890,第39页,表3-3 铜磷钎料成份及性能,钎料牌号,化学成份,/wt.%,熔化温度,/,钎焊温度,/,B-Cu94P,Cu-P6,710890,760920,B-Cu93P,Cu-P7,710800,730850,B-Cu91PAg,Cu-P7-Ag2,645788,730816,B-Cu89PAg,Cu-P6-Ag5,645815,818816,B-Cu80PAg,Cu-P5-Ag15,645800,730840,B-Cu87PSn,Cu-P5.5-Sn7.5,620660,660750,B-Cu92PSn,Cu-P5.5-Sn2.5,640680,710800,B-Cu88PSn,Cu-P6.5-Sn5.5,650800,810890,第40页,3.3 钎料、钎剂作用,钎剂有什么作用呢？,不一样类型钎剂，含有不一样基体组分。硬钎剂基体组分多采取热稳定性很好金属盐或金属盐系统，如：QJ101中氟硼酸钾(KBF,4,)，QJ102中氟化钾(KF)。,钎剂中基体组分作用是：使钎剂含有需要熔点；起到溶解钎剂中其它组分作用；铺展时形成致密液膜，覆盖母材和钎料表面，预防空气氧化作用。,第41页,怎样合理地使用钎剂呢？,钎焊时大多数都采取常温下是固态，经加热后会熔化粉末状钎剂。在冰箱和空调器钎焊生产中，把钎剂施加到接头上去主要方法有三种：,用钎料丝随时蘸取填加到接头区；,预先调成糊状，用钎料丝端部蘸取填加到接头区；,焊前调成糊状，预先刷到钎料丝上。,第42页,1、钎焊过程中，液态钎料在毛细填缝同时就与母材发生相互作用，这种相互作用推进力则起源于钎料与母材间,浓度梯度,所造成扩散。一个作用为母材向液态钎料中,溶解,；二是钎料组分向母材中,扩散,。,2、冷却，形成钎焊接头。（,性能取决于上述作用结果,）,钎料作用,第43页,怎样正确选择钎料应从经济角度、使用要求、钎料和母材相互匹配、钎焊加热等方面进行综合考虑来确定。,从经济角度出发，在能确保钎焊接头质量前提下，应选取价格廉价钎料。,从使用要求出发，对钎焊接头强度要求不高，能够用软钎料钎焊；对钎焊接头强度要求比较高，则应用硬钎料钎焊。对在低温下工作软钎料钎焊接头，应使用含锡量低，或添加有预防发生冷脆性元素（如锑）钎料。,3.4 钎料、钎剂设计与选择,第44页,选择钎料时又必须考虑钎焊温度对母材性能影响。,对于异种材料钎焊，应考虑不一样材料热膨胀系数差异而引发钎缝开裂等现象。对于陶瓷或硬质合金刀具钎焊，上述问题尤为突出。应选取熔点低钎料，对于异种母材，应选取膨胀系数介于二者之间钎料。,钎焊加热方法也影响钎料选取。,总之，钎料选择是一个综合问题，应从经济观点设计要求母材性能及现有钎焊设备等通盘进行考虑。,第45页,1).母材和钎料考虑,母材及钎料种类是选择钎剂首先应该考虑原因。比如，用锡铅钎料钎焊铜时，可用活性较小松香钎剂（有机软钎剂），钎焊钢时可用活性较强氯化锌水溶液（无机软钎剂）；钎焊不锈钢时可选取活性很强氯化锌盐酸溶液（无机软钎剂）。,2).钎焊方法考虑,不一样钎焊方法对钎剂提出了不一样要求。如用电阻钎焊时，钎剂应含有一定导电性；用浸粘钎焊时，钎剂应去除水分，以免沸腾和爆炸。,第46页,3).钎焊温度考虑,钎焊温度是由母材和钎料决定，选择钎剂时要使其熔化温度与钎焊温度相适应。钎剂熔点应低于钎料熔点，以使钎料在熔化前便由熔化钎剂所覆盖没，并为钎料润湿铺展准备条件；为了预防钎剂蒸发，钎剂沸点应比钎焊温度高；钎剂最低活性温度不能比钎料熔化温度低得太多，不然氧化膜去除过早，随即还会重新生成，而钎剂已消耗完，这点对于钎焊时间长、加热速度迟缓钎焊过程尤为主要。,4).钎缝形状考虑,对于钎缝形状复杂钎焊接头，因为钎焊后钎剂及其残渣不轻易完全去除，所以应选择腐蚀性小且易去除钎剂。,第47页,3.5 无镉、无铅钎料特点及发展方向,RoHS指令、39号部令：,年3月1日、年7月1日起，在家电产品上禁止使用含镉、含铅材料。,含镉量：100 ppm,含铅量：1000 ppm,对策：,选取无镉、无铅材料；,改变工艺、成本可能会提升。,第48页,第4章 制冷行业惯用钎焊接头设计,4.1 钎焊接头形式对钎焊接头质量影响,在实际铜管套接钎焊生产中，当两个管子径向间隙很小时，普通在0.05,mm,0.25,mm之间时，钎焊时都存在毛细作用。,第49页,第50页,第51页,第52页,4.2 不一样钎料、钎剂对钎焊接头设计要求,间隙大小与钎料和母材性质、钎焊温度、钎焊时间、钎料安置等有直接关系。普通钎料与母材相互作用较弱，则要求较小间隙；母材与钎料相互作用较弱，就要求较大间隙。应该指出，这里所要求间隙是指在钎焊温度下间隙，与室温时不一定相同。,用钎剂钎焊时，接头间隙应选得稍大一些。因为钎焊时熔化钎剂先流入接头，熔化钎料后流进接头，将熔化钎剂排出间隙。当接头间隙太小时，熔化钎料难以将钎剂完全排出间隙，从而形成夹渣。真空或气体保护钎焊时，不会发生上述排渣过程，接头间隙可选择稍小些。,第53页,不一样母材应用不一样钎料时所选取间隙值,母 材,钎 料,间 隙 值（mm）,碳 钢,紫铜钎料,铜锌钎料,银钎料,锡铅钎料,0.010.05,0.050.20,0.030.15,0.500.20,不锈钢,紫铜钎料,银钎料,锰基钎料,镍基钎料,锡铅钎料,0.010.05,0.050.20,0.010.15,0.020.10,0.050.20,铜和铜合金,铜锌钎料,铜磷钎料,银钎料,锡铅钎料,0.050.20,0.030.15,0.050.20,0.050.20,第54页,4.3不一样钎焊工艺对钎焊接头设计要求,1）、火焰钎焊：间隙范围可略宽；,2）、炉中钎焊：间隙范围应严格控制；,3）、感应钎焊：间隙范围应适当。,第55页,钎料放置方式有哪些,用于填缝钎料，既能够在钎焊过程中送给，也能够在钎焊前预先放置。对于低生产率钎焊方法，如烙铁钎焊和火焰钎焊，普通采取手工送给方式，使用棒状、条状和管状钎料。对于高生产率钎焊方法，如炉中钎焊方法等，广泛采取是预先放置方式，使用丝状、条状、箔片状及膏状等形态钎料。,第56页,钎料预先放置方式有哪些,钎料在焊件上预先放置方式有明置方式和暗置方式两种。普通而言，对于薄件或简单钎焊面积不大接头，宜采取明置方式；对于钎焊面积大或结构复杂接头，宜采取暗置方式，并将钎料槽开在较厚零件上。,第57页,第5章 影响制冷配件钎焊接头质量原因及控制方法,5.1 钎料、钎剂影响,5.2 钎焊工艺影响,5.3 环境原因影响,第58页,钎焊制冷系统管路时，常见钎焊接头缺点如,图,所表示,常见钎焊接头缺点,不致密性缺点(钎缝泄漏),钎缝外观缺点,气 孔,钎 剂 夹 渣,未 钎 透,无 圆 角,溶 蚀,钎缝成形不好,溶蚀(坑),溶穿(洞),咬边,无 圆 角,钎缝表面不光滑,钎料外流（焊瘤）,无底圆角,无顶圆角,钎料流失,钎料内流,第59页,未钎透,第60页,夹渣,第61页,无圆角,第62页,钎缝气孔缺点产生原因,缺 陷,产 生 原 因,钎缝中有气孔,1）钎焊前工件清洗不妥,2）钎剂选择不妥,3）母材或钎料析出气体,另外，钎剂在加热过程中可能分解出气体；母材或钎料中一些高蒸汽压元素蒸发以及溶解在液态钎料中气体在钎料凝固时析出。这些气体在钎料凝固前如来不及全部排出钎缝，也会形成气孔。,第63页,钎剂夹渣缺点产生原因,缺 陷,产 生 原 因,钎缝中有钎剂夹渣,钎剂使用量过多或过少,间隙选择不适当,钎料从两面填缝,钎剂与钎料熔化温度不适当,钎剂粘度或密度过大,加热不均匀,第64页,未钎透缺点产生原因,缺 陷,产 生 原 因,未 钎 透,接头间隙过大或过小；装配时零件歪斜,钎焊前表面准备不佳,钎剂选择不妥(如活性差；熔点不适当等),钎焊温度不妥,第65页,无圆角缺点产生原因,缺 陷,产 生 原 因,无圆角,钎剂活性或毛细填缝能力差,钎料毛细填缝能力差或数量不足,钎焊工件加热不均匀,第66页,怎样预防无底圆角缺点产生,在冰箱与空调器制冷系统管路钎焊时，为预防无底圆角缺点产生，要求钎焊工在钎焊套接管路时遵照以下几点要求：,(1),注意钎剂活性，若发觉钎剂活性不好时，应查看钎剂是否过期或失效，假如没有过期或失效，应重新选择其它型号或其它工厂生产钎剂，若钎剂已过期或失效，则应更换合格钎剂；,(2),注意正确地进行加热，要对钎焊工件均匀加热，预防只在局部加热；,(3),添加钎料时，适当地选择钎料送给量，钎料不能过多，也不能过少。钎料过少时，会发生无底圆角缺点，钎料过多时，则会产生焊瘤；,无底圆角是钎缝中极难从外观直接检验到缺点，这就要求气体火焰钎焊工应严格按照工艺要求操作，防止无底圆角发生。,第67页,怎样预防未钎透缺点产生？,在冰箱与空调器制冷系统管路钎焊时，为预防未钎透缺点产生，要求钎焊工在钎焊套接管路时遵照以下几点要求：,(1),钎焊工件接头间隙不能过大也不能过小，要采取适当接头间隙，同时，套接管路不能倾斜，倾斜管路会造成接头间隙一边过大，另一边过小。,(2),钎焊前，要对钎焊工件进行处理，当钎焊前表面准备不充分时，也会造成未钎透缺点出现；,(3),注意钎剂活性，当钎剂活性不良时，应查看钎剂是否过期或失效，假如没有过期或失效，应重新选择其它型号或其它工厂生产钎剂，若钎剂已过期或失效，则应更换合格钎剂；,(4),钎焊加热过程中，要加热均匀，加热温度不能过高，也不能过低。,在预防钎缝未钎透缺点产生时，要求钎焊工人含有很高操作水平，这就决定钎焊工在实际生产过程中，要不停提升本身操作水平，提升本身素质。,第68页,气体火焰钎焊工为预防钎缝不致密性缺点产生，应做好哪些工作？,气体火焰钎焊工在钎焊过程中，应注意做好以下几点：,(1),选择合理钎料与钎剂；,(2),钎焊前，做好钎焊工件表面处理工作或检验钎焊工件表面处理是否合格；,(3),选择接头间隙搭配合格钎焊件进行钎焊，对间隙过大或过小钎焊件，应予剔除或拒绝钎焊；,(4),钎焊工件装配时不能倾斜；,(5),对钎焊工件进行均匀加热，预防局部过热。,第69页,气体火焰钎焊工怎样选择合理钎料与钎剂？,气体火焰钎焊工在选择钎料与钎剂时，应从以下几个角度去考虑：,(1),对不一样母材应选择与之相匹配钎料与钎剂(这里包含：合理地选择钎料与钎剂熔点、钎料形状(棒状、环状等)、钎剂状态(膏状、粉状等)等)；,(2),钎料与钎剂选定后，钎焊时钎料与钎剂使用量应合理地控制。,第70页,怎样预防钎缝不致密性缺点产生？,由不致密性缺点产生原因分析能够得知，在普通钎焊过程中，要完全杜绝这类缺点是很困难。但仍应采取对应方法，尽可能地降低产生可能性和不合格品发生率。预防钎缝不致密性缺点产生方法主要是适当增大钎缝间隙。在钎焊过程中，适当地增加钎缝间隙有利于降低不致密性缺点产生。,第71页,为何增大钎缝间隙能预防钎焊不致密性缺点产生？,适当地增大间隙，可使因钎缝表面高低不平而造成缝隙差值减小，因而毛细作用力比较均匀，这么有利于钎料比较均匀地填缝，能够降低因为小包围现象而形成缺点。,同时，适当地增大钎缝间隙可增强液态钎料填缝能力，有利于钎料均匀填缝，降低夹气或夹渣缺点产生。如采取BCu80AgP钎料钎焊紫铜板时，间隙增大到0.4mm以上，气孔率下降到10%以下。,第72页,第6章 钎焊疑难问题解答,第73页,