钎焊
焊接方法
条目
历史版本
钎焊间隙一般要求在0.01-0.1毫米之间，具有变化小、变形小、工件尺寸精确的特点。[2]钎焊时，首先要去除母材接触面上的氧化膜和油污，以利于毛细管在钎料熔化后发挥作用，增加钎料的润湿性和毛细流动性。根据钎料熔点的不同，钎焊又分为硬钎焊和软钎焊。根据所用热源不同，钎焊可分为火焰钎焊、电阻钎焊、感应钎焊、浸渍钎焊、炉中钎焊、电弧钎焊等。[1][2][3]
钎焊时，对被钎接工件接触表面清洗后，以搭接形式进行装配，把钎料放在接合间隙附近或直接放入接合间隙之间，当工件与钎料一起加热到稍高于钎料熔点温度后，钎料熔化（工件未熔化），并借助毛细作用被吸入和充满固态工件间隙之间，液态钎料与工件金属相互扩散溶解，冷凝后即形成钎焊接头。[2]钎焊主要用于精密仪表、电气零部件、异种金属构件、复杂薄板构件及硬质合金刀具的焊接。[4]
发展历程
钎焊是人类最早使用的材料连接方法之一，在人类尚未开始使用铁器时，就已经发明用钎焊来连接金属。在埃及出土的古文物中，就有用银铜钎料钎焊的管子，用金钎料连接的护符盒，据考证分别是5000年前和近4000年前的物品。公元79年被火山爆发埋没的庞贝城的废墟中，残存着由钎焊连接的家用钎制水管的遗迹，使用的钎料具有Sn ：Pb=1:2的成分比，类似现代使用的钎料成分。中国在公元前5世纪的战国初期也已经使用锡铅合金钎料，在秦始皇兵马俑青铜器马车中也大量采用了钎焊技术。中国最早见著于文献记载的钎焊是汉代班固所撰《汉书》中有云：“胡桐泪状似眼泪也，可以焊金银也，今工匠皆用之”。1637年出版的明代宋应星科技巨著《天工开物》中有“中华小钎用白铜沫，大钎则竭力挥锤而强合之，若以胡桐汁合银，坚如石。今玉石刀柄之类焊药，加银一分其中，则永不脱。试以圆盆口点焊药于其一隅，其药自走，周而环之，亦一奇也”。这一记述明确指出了铜钎焊应以硼砂做钎剂而银钎焊则可以胡桐树脂为钎剂，并且对钎料的填缝行为做了精彩的描述。尽管钎焊技术出现较早，但很长时间没有得到大的发展。进入20世纪后，其发展也远落后于熔焊技术。直到20世界30年代，在冶金和化工技术发展的基础上，钎焊技术才有了较快发展，并逐渐成为一种独立的工业生产技术。尤其是二次世界大战后，由于航空、航天、核能、电子等新技术的发展，新材料、新结构形式的采用，对连接技术提出了更高的要求，钎焊技术因此受到了更大的重视，迅速的发展起来，出现了许多新的钎焊方法，其应用也越来越广泛。例如，制造机械加工用的各种刀具特别是硬质合金刀具，钻探、采掘用的钻具，各种导管和容器，汽车拖拉机的水箱，各种用途的不同材料不同结构形式的换热器，电机部件以及汽轮机的叶片和拉筋等构件的制造广泛采用钎焊技术。在轻工业生产中，从医疗器械、金属植入假体、乐器到家用电器、炊具、自行车，都大量采用钎焊技术。对于电子工业和仪表制造业，在很大范围内钎焊是唯一可行的连接方法，如在元器件生产中大量涉及金属与陶瓷、玻璃等非金属的连接问题，及在布线连接中必须防止加热对元器件的损害，这些都有赖于钎焊技术。在核电站和船舶核动力装置中，燃料元件定位架，换热器、中子探测器等重要部件也常采用钎焊结构。