1.4　钎焊工艺

1-214　什么是钎焊工艺？钎焊工艺规程包括哪些内容？

钎焊工艺是钎焊生产中各道工序的统称及其技术规定。钎焊工艺规程是完成钎焊工艺过程的技术规定，其具体表现形式是钎焊工艺卡。钎焊工艺卡是一种把设计者的意图传达给生产部门的有效工具，也是实施钎焊过程和产品质量检验的技术依据，主要涉及接头、母材、钎焊前清理、钎料、钎剂或气体介质、钎焊方法、钎焊后清理、钎焊后热处理和检验要求等内容。其中不需要填写的项目可以空着，需要填写的项目应尽量详细填写，以保证达到预期的效果。

1-215　钎焊主要包括哪些焊接参数？

钎焊过程的主要焊接参数是钎焊温度、保温时间、加热速度和冷却速度。钎焊温度通常选为高于钎料液相线温度25～60℃，以保证钎料能填满间隙。

钎焊的保温时间视工件大小以及钎料与母材相互作用的剧烈程度而定，大件的保温时间应长一些，以保证加热均匀。钎料与母材作用强烈的，保温时间要短。一般来说，一定的保温时间是促使钎料与母材相互扩散，形成牢固结合所必需的，但过长的保温时间将导致溶蚀等缺陷的发生。

加热速度和冷却速度对钎焊接头的质量也有一定的影响。加热速度过快会使焊件温度分布不均而产生内应力和变形；加热速度过慢又会使母材晶粒长大，钎料中低沸点组元的蒸发以及钎剂的分解等有害过程的发生。因此，在保证均匀加热的前提下，应尽量缩短加热时间，提高加热速度。冷却速度慢，可能引起母材的晶粒长大，强化相析出或残余奥氏体出现；冷却速度快，有利于细化钎缝组织并减小枝晶偏析，从而提高接头的强度；但冷却速度过快，可能使焊件因形成过大的内应力而产生裂纹，也可能因钎缝迅速凝固使气体来不及逸出而形成气孔。因此，具体确定加热或冷却速度，必须结合焊件尺寸、母材种类和钎料特性等因素加以综合考虑。

1-216　钎焊接头一般包括哪几种基本形式？

根据两被连接工件之间的相对位置，钎焊接头一般包括对接、搭接、角接和T形等几种基本形式。这几种基本形式的变化和组合派生出多种接头形式，其中搭接是钎焊方法中最常用的一种接头，套接相当于搭接，如图1-18和图1-19所示。

1-217　钎缝接头结构由哪三个区域构成？

在钎焊过程中，液态钎料在毛细填缝的同时，会与母材发生相互扩散作用。钎料与母材之间发生的这些相互作用使得钎焊接头的成分与组织同钎料原有成分和组织有很大差别，其结构和组成是不均匀的。钎缝结构一般由三个区域组成。

①钎缝中心区：是由钎料与母材相互作用以及钎缝中熔融钎料进一步结晶形成的。

②钎缝界面区：是母材边界与钎缝中心区的过渡层。

③扩散区：母材上靠近界面的区域，同钎缝界面区相连的母材边界层。钎缝组织示意图如图1-20所示。

1—扩散区；2—钎缝界面区；3—钎缝中心区

1-218　钎焊接头的几个区域组织形成及对接头性能有何影响？

钎焊接头由三个区域组成：母材上靠近界面的扩散区，钎缝界面区和钎缝中心区。扩散区组织是钎料组分向母材扩散形成的；界面区组织是母材向钎料溶解并冷却后形成的，它可能是固溶体或金属间化合物；由于母材的溶解和钎料的扩散以及结晶时的偏析，钎缝中心区的组织不同于钎料的原始组织。

由于母材的溶解和钎料组分的扩散以及结晶时的偏析，钎缝中心区的组织不同于钎料的原始组织成分。钎缝间隙较大时，该区的组织形态与钎料的原始组织形态比较近；钎缝间隙小时，两者之间可能存在极大的差别。

对接头性能的影响：扩散区是由钎料组分向母材中扩散所形成的，一般情况下扩散区组织对接头性能的影响不大；界面区是母材组分向钎料中溶解并冷却后形成的，它可能是固溶体或金属间化合物，界面区组织对接头性能影响很大；由于母材的溶解和钎料组分的扩散以及结晶时的偏析，钎缝中心区组织也不同于钎料的原始组织成分，钎缝间隙较大时，该区的组织形态与钎料的原始组织形态比较近；钎缝间隙小时，两者之间可能存在极大的差别。

1-219　钎焊接头处为何常常会形成一定尺寸的钎缝圆角？

钎缝圆角是保证钎焊接头安全的一个潜在因素。在钎焊接头处，钎缝圆角的存在，在一定程度上可以减小应力集中，增大接头承载面积，从而提高接头的承载能力。

1-220　钎焊的工艺过程包括哪些步骤？

钎焊的工艺过程包括如下步骤。

①工件的表面处理，包括脱脂，清除过量的氧化皮，有时还需要进行表面镀覆各种有利于钎焊的金属。

②装配和固定，以保证工件、零件间的相互位置不变。

③钎料和钎剂位置的最佳配置，使得液态钎料能够在纵横复杂的钎缝中获得最理想的走向。

④当钎料在工件表面漫流不入钎缝时，有时需涂以阻流剂，以规范钎料的流向。

⑤正确选择钎焊的焊接参数，包括钎焊的温度、升温速度、焊后保温时间、冷却速度等。

⑥钎焊后清洗，以除去可能引起腐蚀的钎剂残留物或者影响钎缝外形的堆积物。

⑦必要时钎缝连同整个工件还要进行焊后镀覆，如镀其他金属保护层、氧化或钝化处理、喷漆等。

1-221　在钎焊结构中，为何对接接头、T形接头和角接接头使用的比较少？

对接接头具有均匀的受力状态，并且节省材料，减轻结构重量，因此称为熔焊的基本接头形式。在钎焊连接中，由于钎料的强度大多低于母材，因而钎缝的强度也常常低于母材，这就使得普通对接接头难以充分发挥母材的承载能力，并且对接接头要保证被连接件对中和严格控制间隙的大小都比较困难，特别是当工件厚度比较小时，将使其难度明显增加。因此在钎焊结构中对接接头使用的比较少，T形接头、角接接头与对接接头的情况类似，相对来说，使用的也非常少。

1-222　为什么搭接接头成为钎焊连接最基本的形式？

搭接接头可以通过增大搭接面积的方式来保证在接头强度低于母材的情况下使接头具有与母材相同甚至更高的承载能力，并且搭接接头的装配要求也比较简单，因此搭接接头成为钎焊连接最基本的形式。

1-223　搭接接头有何缺点？

虽然搭接接头成为钎焊连接最基本的形式，但是搭接接头也存在一些缺点：增加母材的用量和结构的重量；接头的截面发生突然变化并因而导致应力集中。因此在接头设计中，如果不采用搭接方式也能满足产品的使用要求时，则应尽可能不用搭接接头。而在使用搭接接头作为承载连接时，则要采取一定的措施来减缓应力集中的影响，如使接头处的截面圆滑过渡，如图1-21所示。

1-224　在钎焊接头中，增加接头承载能力的途径有哪几种？

在钎焊接头中，增加接头承载能力的途径之一是接头设计时采用搭接接头，搭接接头可以通过增大搭接面积的方式使接头具有更高的承载能力。增加接头承载能力的另一条途径是增加搭接长度，但过分地增加搭接长度并不能成比例增加接头的承载能力。实践表明，接头的搭接长度取板厚的3～4倍为宜。

1-225　钎焊接头设计时，应考虑哪些因素？

设计钎焊接头时，首先应考虑接头的强度，其次要考虑如何保证组合件的尺寸精度、零件的装配定位、钎料的安置、钎焊接头的间隙等工艺问题。

1-226　接头间隙对钎焊有何影响？

钎焊时是依靠毛细作用力使钎料填满间隙的，因此必须正确地选择接头间隙。间隙的大小在很大程度上影响钎焊的致密性和接头强度。如图1-22所示为接头间隙与钎着率的关系。间隙过小时，由于接触表面不均匀，钎料流入困难，在钎缝内形成夹渣和未钎透，导致接头强度下降；接头间隙过大，则间隙毛细管作用减弱，钎料不能填满间隙，也会使接头的致密度变坏，强度下降。只有确保合理的接头间隙，才能使毛细作用顺利进行，从而获得最佳效果。

1-227　在生产中，如何更好地确定接头间隙？

在实际生产中大多数都是异种材料之间的连接，在设计异种材料接头时，除了考虑钎焊时是否使用钎剂，母材与钎料的作用程度，钎料的流动性和接头的位置等因素外，还必须考虑膨胀系数在钎焊温度下对接头间隙的影响。

为了更好地确定接头间隙的大小，表1-25和表1-26列出了不同母材应用不同的钎料时所选取的间隙值。

但是在实际管件钎焊连接生产中，由于接头区管子因椭圆、碰瘪、断口飞边未去净、局部夹瘪和悬空搁置等因素，接头间隙总不均匀，所以实际间隙值与理论间隙值是有差异的。对于同种材料、相同壁厚的管接头，钎焊温度下的间隙值与室温下的间隙值近似相同。但对于异种金属或相差较大的接头，至于钎焊其他异种金属的配管间隙，可以先查出该金属的线胀系数，再按下式计算出钎焊温度下的接头间隙的变化量，修正设计值。

ΔJ=DΔT（A2-A1）

式中　ΔJ——接头间隙变化值，mm；

D——管接头的名义直径，mm；

ΔT——钎焊温度与室温之差（近似钎焊温度），℃；

A1——接管的平均线胀系数；

A2——套管的平均线胀系数。

当ΔJ为正值时，表示在钎焊温度下间隙增大；当ΔJ为负值时，表示在钎焊温度下间隙减小。

1-228　为什么说钎焊间隙是保证钎焊质量的关键？

接头间隙大小对钎料毛细填缝作用，钎缝致密性，乃至接头强度有着相当大的影响。其他工艺条件确定时，选用最小的可行间隙，可以获得最大强度的接头。这时，毛细作用显著，液态金属易于充满整个接头间隙，从而获得空洞缺陷较少的接头。接头间隙与剪切强度之间的关系如图1-23所示。

1-229　钎焊时，间隙大小的选择与哪些因素有关？

由于钎焊间隙的大小对接头有着明显的影响，因此钎焊接头间隙的确定是一个非常复杂的问题。通常在确定接头间隙时要考虑以下几方面的因素。

①母材与钎料的匹配及力学性能，如：抗拉强度、抗剪强度、弹性模量、剪切弹性模量等。

②钎焊接头的形式，如：对接、搭接、角接等。

③间隙的大小与钎料、母材的性质，如：溶解、扩散、偏析、晶粒长大等。

④钎焊缺陷及钎着率等。

1-230　钎料和母材的相互作用是如何影响间隙的大小？

间隙的大小与钎料和母材的性质、钎焊温度、钎焊时间、钎料的安置等有直接关系。一般情况下，钎料与母材的相互作用较弱时，要求较小的间隙。如用铜钎焊钢或不锈钢时就是这种情况，因为在钎料润湿母材的同时，母材向液态钎料中溶解的少，钎料的润湿、铺展没有受到明显的影响。母材与钎料的相互作用较强时，要求较大的间隙。这是因为当母材与钎料之间发生强烈的相互作用时，由于母材组分大量向液态钎料中溶解，造成钎料的熔点升高和流动性下降，此时钎料难以迅速填满间隙，易产生未焊透等缺陷，而增大间隙有助于改善这种不利的情况。如用铝基钎料钎焊铝时，间隙值应稍大些，因为母材的溶解会使钎料熔点提高，流动性降低，间隙增大将降低液态钎料流动时的阻力。应该指出，这里所要求的间隙是指在钎焊温度下的间隙，与室温时不一定相同。

1-231　用钎剂钎焊时，接头间隙应如何选择？

用钎剂钎焊时，接头的间隙应选得稍大一些。因为钎焊时熔化的钎剂先流入接头，熔化的钎料后流进接头，将熔化的钎剂排出间隙。当接头间隙太小时，熔化的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，不会发生上述排渣的过程，接头间隙可选择稍小些。

1-232　钎剂会影响接头间隙的大小吗？

采用无机钎剂时，由于钎剂要先于钎料熔化并流入间隙完成去膜，然后钎料熔化并依靠毛细作用将钎剂排出间隙，因此，如果间隙太小，会使钎剂牢固地夹持在间隙中，使液态钎料难以流入间隙；而间隙太大时，有可能使液态钎料沿钎缝边缘优先流动，造成明显的“大包围”现象，从而产生大量的夹渣缺陷并影响接头的承载能力。

使用气相钎剂时，一般要求间隙相对较小。当要求较大的间隙时，可以采用固液相温度区间较宽的钎料并在低于其液相线的温度下进行钎焊，这样可以有效地避免钎料流失现象发生。需要注意的是，在生产上不推荐使用这种方法，因为这种方法难以控制，容易造成接头承载能力的下降。

1-233　接头的位置对间隙有影响吗？

接头的位置不同，间隙的选取也不同。这与水沿着平面、斜面的流速不一样是一个道理。所以当接头处在垂直位置时，为了避免钎料的流出，垂直位置的接头间隙应稍小些，如铜管套接的间隙。同理，水平位置的接头间隙可以稍大些。搭接长度大的接头，间隙应稍大些。

1-234　接头的长度对间隙确定有影响吗？

接头长度对确定间隙的大小有较大的影响，特别是当母材与钎料之间存在明显的相互作用时更应注意这一点。当钎料进入间隙中时，在长钎缝中钎料可能会有足够的时间与母材发生相互作用，使钎料的熔点升高和流动性下降，造成未焊透缺陷。因此在给定的钎焊条件下，接头越长，钎料填满间隙所需要的时间越长，母材与钎料间的相互作用程度越大，间隙也就必须选得越大。这也是为什么要尽可能缩短接头长度的重要原因。

1-235　钎料的流动性对间隙的大小有影响吗？

流动性好的钎料，如纯金属（铜）、共晶合金以及自钎剂钎料，接头间隙应稍小些。流动性差的钎料，为了减小钎料的流动阻力，接头间隙可以稍大一些。

1-236　钎焊工应怎样面对间隙不当的焊件？

在制冷行业中，铜管与铜管的钎焊经常会出现间隙过大或过小，管件扩孔不符合要求等现象，因此为了保证钎焊接头质量，须严格按照规程操作，钎焊工有权对不符合规定值的焊件拒绝操作。

1-237　钎焊前焊件的表面处理包括哪些内容？

钎焊前必须仔细地清除工件表面的氧化物、油脂、脏物及油漆等，因为熔化的钎料不能润湿未经清理的零件表面，也无法填充接头间隙。有时为了改善母材的钎焊性，提高钎焊接头的耐腐蚀性，钎焊前需将零件预先镀覆某种金属层。钎焊前焊件的表面处理主要包括如下内容。

①清除油污。油污可用有机溶剂去除。

②清除氧化物。钎焊前，零件表面的氧化物可以用机械方法、化学浸蚀法和电化学浸蚀法去除。

③母材表面镀覆金属。在母材表面镀覆金属可用不同的方法进行，常用的有电镀、化学镀、熔化钎料中热浸、轧制包覆等。

1-238　钎焊前，需要对母材进行表面清洗吗？

待焊零件的表面在钎焊前的加工和存放过程中，不可避免地存在着氧化物、油脂和灰尘等。由于这些表面覆盖物会妨碍液态钎料在母材上的铺展和填缝，因而在钎焊前必须将它们彻底清除。

应该指出，零件经过脱脂、去除表面氧化物及其他处理等表面制备后，在运送、装配和定位等过程中必须谨慎操作，防止再次弄脏，并尽量缩短存放时间，快速完成钎焊。

1-239　如何除去母材表面的油脂？

清除零件表面油脂的方法主要包括有机溶剂脱脂、碱液脱脂、电解脱脂和超声波脱脂等。在冰箱和空调器生产中主要用有机溶剂除油或用化学方法除油两种。零件经过脱脂后，应再用清水洗净，然后予以干燥。

1-240　有机溶剂除油有什么特点？

常用的有机溶剂有乙醇、丙酮、四氯化碳、三氯乙烯、二氯乙烷和三氯乙烷等。具体脱脂时，可将零件直接放入液态的有机溶剂中进行浸洗，也可置于有机溶剂的蒸气中进行清洗。一般来讲，液态浸洗常以汽油为溶剂，用于小件和油污严重的情况，适合于单件和小批生产；蒸气清洗常以三氯乙烯为溶剂，用于大件和油污较轻的情况，适合于大批生产。当然，将浸洗和蒸气清洗结合起来使用，效果会更好。选用时要综合考虑经济性、安全性和对环保的影响等因素。

1-241　碱液脱脂有何特点？

在碱液中清洗脱脂，具有过程简单、成本低及效果好的优点。其缺点是溶液要求加热，用后难以再生以及对某些金属具有腐蚀作用。常用的碱液见表1-27。

1-242　三氯乙烷去油脂时有哪些优点？

三氯乙烷（又称甲基氯仿CH3CCl3）是一种理想、高效、安全的清洗剂。它具有高渗透和高溶解能力，能迅速清除金属表面的油脂及焊剂残留物，化学性稳定，能连续循环回收使用，保持清洗效果不变。对铜、铝等金属无腐蚀，低毒，在通风的条件下操作更安全。三氯乙烷适用于多种清洗工艺。

冷洗——浸洗、喷洗、擦洗、冲洗和超声波清洗。

热洗——热浸洗、热喷洗、蒸气漂洗。

1-243　电解脱脂有什么特点？

与碱液脱脂相比，电解脱脂加速了脱脂过程并减少了溶液的消耗。但对结构复杂的零件，电解脱脂不够有效。电解脱脂采用直流电，零件作为电源的一极放入电解槽中，按零件所连极性的不同，电解脱脂可分为阴极脱脂、阳极脱脂和混合脱脂。与阳极脱脂相比，阴极脱脂的速度要快得多，但对碳钢零件不宜采用阴极脱脂，以防止塑性降低。常用的电解液见表1-28。

1-244　化学除油有什么特点？

化学除油是大批量生产时的除油方法。化学除油方法是利用碱液（氢氧化钠等溶液）对油脂的皂化作用，生成溶于水的硬质酸钠，以除去皂化性油脂（如动、植物油），同时还利用表面活性的乳化作用来除去非皂化油脂，如矿物油。

1-245　机械去除氧化膜有何特点？

在钎焊某些金属或合金时，可利用机械刮擦作用去除零件表面氧化膜。采用机械去膜的钎焊方法称为刮擦钎焊。机械去膜可借助于刮刀、锉、钢丝刷、烙铁等坚硬物体刮擦液态钎料层下的母材表面，也可直接利用钎料棒端头刮擦加热到钎焊温度的母材表面，在破除氧化膜的同时钎料端头受热熔化。机械去膜时，只有去膜工具刮擦到的部位表面氧化膜才会被破除，刮不到的部位氧化膜依然存在，因此不能实现液态钎料的毛细填缝。机械去膜一般只用于直接钎焊不要求填缝的角接头和在钎焊面上涂覆钎料层。在低温钎焊某些金属（如铝及铝合金）时，由于缺少适用的钎剂和气体介质，机械去膜方法是最简单而有效的。

1-246　钎焊时，去除氧化膜有哪些必要性？

钎焊时，去除氧化膜有如下必要性。

①钎料难以润湿氧化膜，也难以与氧化膜形成牢固连接。

②即使在钎焊前机械清除，其表面也会很快再生成。

③钎焊过程中，焊接加热使氧化膜更快地重新生成。

④表面氧化膜具有比金属表面更低的表面张力，影响钎料的润湿性。

1-247　钎焊时，机械去膜主要应用于哪些场合？

机械去膜是去除表面氧化膜和锈蚀的最简单的方法。其中用锉刀、刮刀和砂布打磨，生产效率低，只适用于单件生产；用金属丝刷、金属丝轮和砂轮去磨，效率较高，适合小批生产；用喷砂或喷丸去打磨，效率最高，适于形状复杂或表面大的零件。喷砂后的零件，还应作去除砂粒的补充处理，用砂布打磨后的零件表面，也必须用浸有有机溶剂的布块擦净砂粒。

机械去膜主要用于钢、铜及铜合金、镍及镍合金等材料。在机械清除氧化膜的同时，宜使零件表面适当粗糙化，以促进钎料的铺展，但是也要防止表面过于粗糙。

1-248　钎焊时，化学去膜有哪些特点？

化学去膜是以酸和碱能够溶解某些氧化物为基础的。生产中常用的有硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸及它们的混合物的水溶液和氢氧化钠的水溶液等。化学去膜是批量生产中主要采用的方法，不但生产效率高，去除效果好，而且质量易于控制，制冷行业通常采用这种方法去除氧化膜。但其工艺过程复杂，去膜时间长，操作不当时可能造成过浸蚀。常用化学去膜液的成分及用途见表1-29。

1-249　超声波去膜有什么特点？

超声波去膜是利用超声波在液体介质中产生的空化作用来实现的。去膜时，零件要全部浸渍在液体介质中，而且不要重叠放置。所以采用的介质可以是有机溶剂（如丙酮、酒精、三氯乙烷和汽油等），也可以是化学去膜液。显然，与单纯的化学去膜相比，采用化学去膜液的超声波去膜更为迅速而有效。

1-250　电化学去膜有什么特点？

电化学去膜一般在室温下进行，零件在电解槽中接阴极或阳极，去膜的速度由电流密度和去膜的时间来控制。电化学去膜采用的电解液通常是以酸或盐的混合物，本身兼有化学去膜的作用。不同材料的电化学去膜液列于表1-30中。与单纯的化学去膜相比，电化学去膜具有去膜效果好、所需时间短，生产率高等特点，适合批量生产。

1-251　为什么要对零件进行装配？钎焊时，焊件装配应注意哪些问题？

正确而可靠地装配和定位，是顺利实现钎焊并获得符合技术要求的接头和焊件的重要保证。经过表面制备的零件，在实施钎焊前必须先按图样进行装配，就是将分散的零件组成一个整体，使各零件间保持正确的相互位置，获得设计所要求的钎缝间隙和位置，并保证焊件的总体尺寸。

1-252　钎料的预先放置方式有哪些？

钎料在焊件上的预先放置方式有明置方式和暗置方式两种。一般而言，对于薄件或简单的钎焊面积不大的接头，宜采用明置方式；对于钎焊面积大或结构复杂的接头，宜采用暗置方式，并将钎料槽开在较厚的零件上。

如图1-24所示是丝状钎料放置的实例，其中图1-24（a）～（f）是先将零件装配好，然后把成型的钎料环安放在零件的台阶上，属于钎料的明置方式。而图1-24（g）、（h）是先将钎料环放入槽中后，再将零件组装起来，属于钎料的暗置方式。

1-253　钎焊时若不使用阻流剂，会造成怎样的后果？

在理想条件下，钎料靠毛细作用流动，这样便完全渗入接头。实际上，当接头被充满后，钎料的流动可能不停止，可能继续流入孔内、螺纹上和不应钎焊的结合表面之间。例如：

①在一个零件中钎焊一个螺栓时，钎料可能流入螺纹，使其超差。

②炉中钎焊时，钎料或许会润湿夹具上的支承点，产生一个不需要的钎焊点，如果须在破坏的情况下将它们分开，多次的移动将造成夹具和组件报废。

③某些零件，像涡轮和压缩机上的钎焊件，精度较高，过多的钎料可造成超差。

④管类组件，特别是很小的毛细管（内径为1.6mm或更小），可能很容易被钎料部分堵塞或完全堵塞。

⑤由于外观的原因，不允许有过多的钎料。

⑥在大量钎焊中，允许零件装配有偏差，可使用比需要量还多的钎料，这样，一些接头中过多的钎料就会从接头区流出来。

1-254　钎焊时，阻流剂的特点和作用分别是什么？

阻流剂的基本成分可以是一些对钎焊无害的非常稳定的氧化物，诸如氧化钛、氧化镁和某些稀土金属的氧化物等，也可以是不能为钎料所润湿的非金属物质，如石墨和白土等。一般通过溶剂和黏稠剂调节成糊状或液体，在钎焊前预先涂在零件待焊表面附近的非焊表面上，依靠不被钎料润湿来阻止钎料的流动。需要注意的是取得良好的阻流效果并不需要使用大量的阻流剂，少量使用还会减轻焊后清洗的困难。几种常用阻流剂的成分和使用温度见表1-31。

1-255　母材表面镀覆层可分为哪三部分？各部分有何作用？

钎焊前对零件表面镀覆金属是一项特殊的工艺措施，一般为了简化钎焊工艺或改善钎焊质量的要求，在某些情况下是实现零件钎焊连接的根本途径。在零件表面镀覆金属可用电镀、化学镀、热浸镀和压敷等方法。从零件表面的镀覆层的用途来看，镀覆层可分为三类：即工艺镀覆层、防护镀覆层和钎料镀覆层。

工艺镀覆层主要用以改善或简化钎焊工艺条件，可用于较易氧化的母材，保护它不被氧化，使之能在较低的工艺条件下获得质量良好的接头，也可用于较难或不能为钎料润湿的母材，如异种金属钎焊中润湿性差的一方以及非金属材料等，以改善钎料对它们的润湿，保证钎焊过程的顺利进行。零件上工艺镀覆层在钎焊过程中应能全部为钎料溶解，以获得良好的接头强度。

防护镀覆层的作用在于抑制钎焊过程中可能发生的某些有害反应，例如在钎料作用下母材的自裂，钎料与母材反应生成脆性相以及母材成分和性能的变化等。为了起到防护作用，要求镀覆层能为液态钎料很好润湿而不被溶解。

钎料镀覆层的直接用途是作钎料，但其更重要的功能是减少钎缝缺陷和提高致密性，以保证高度的密实；或在大面积、多钎缝结构的生产中简化工艺，保证钎焊质量并提高生产率。钎料镀层一般是全成分的钎料，有时也可能是钎料的一个组元，靠加热过程与母材反应形成钎料。

1-256　母材表面镀覆金属的目的是什么？

在母材表面镀覆金属，其主要目的是：改善一些材料的钎焊性，增加钎料对母材的润湿能力；防止母材与钎料相互作用对接头质量产生不良的影响，如防止产生裂纹，减少界面产生脆性金属间化合物；作为钎料层，以简化装配过程和提高生产率。在母材表面镀覆金属可用不同的方法进行，常用的有电镀、化学镀、熔化钎料中热浸、轧制包覆等。某些母材表面的镀覆金属使用情况见表1-32。

1-257　钎焊时，是否温度越高越好？

钎焊温度是钎焊过程最主要的工艺参数之一。在钎焊温度下，除了钎料熔化、填缝并与母材相互作用形成接头外，对某些钎焊方法（如炉中钎焊等）还可完成钎焊后的热处理工序（如固溶处理等），以提高钎焊接头的性能。钎焊温度过高，易引起钎料与基体金属相互作用过度，导致基体金属熔蚀，产生脆性金属层，使接头的力学性能变坏，同时会使基体金属变脆。若钎焊加热温度低，钎料流布和渗入不足，使接头间隙不易被填满，从而形成不良接头。

1-258　钎焊温度应如何确定？

一般而言，钎焊温度应适当地高于钎料的熔点，通常定为比钎料的液相线温度高25～60℃。这种确定方法，一方面利用了较高的温度来改善钎料的润湿和填缝，并使钎料与母材能充分地相互作用，从而提高接头的强度；另一方面避免了过高温度可能引起钎料中低沸点组元的蒸发及母材与钎料相互作用过度而导致的熔蚀，生成脆性化合物和晶间渗入等，从而避免了接头强度的下降。此外，对于某些钎焊方法（如炉中钎焊等），确定钎焊温度时还应考虑到材料热处理规范的要求，以使钎焊和热处理工序能在同一加热冷循环中完成。这样不但节省了工时，而且还可避免焊后热处理可能引起的不良后果。

1-259　对不同钎料，确定钎焊温度的原则一样吗？

不同的钎料，需要高出钎料本身熔点的温度范围是不同的，有时甚至低于钎料本身的熔点。对于与母材相互作用强的钎料，由于填缝过程中其成分会发生很大的变化而形成新的合金，这时钎焊温度的确定应以钎缝中形成的新的合金的熔点为依据。

1-260　钎焊过程中，保温时间应如何确定？

确定保温时间的主要依据是钎料与母材相互作用的特性。当钎料与母材的相互作用具有强烈溶解，生成脆性相及引起晶间渗入等不利倾向时，应尽量缩短钎焊的保温时间；相反，如果通过两者的相互作用能消除钎缝中脆性相，钎焊的保温时间可以长一些。

确定保温时间还应考虑到焊件尺寸和钎缝间隙等因素。大而厚的焊件比小而薄的焊件保温时间要长，以保证焊件受热均匀；大间隙的钎缝比小间隙的钎缝保温时间要长，以保证钎料与母材能充分地相互作用。

应当指出，对钎缝温度和保温时间不能独立地进行确定。钎缝温度与保温时间存在一定的互补关系，可以在一定范围内按相反的方向变化。

1-261　怎样确定焊件的加热速度？

加热速度对钎焊接头的质量也有一定的影响。加热速度过快会使焊件温度分布不均而产生内应力和变形，加热速度过慢又会促进诸如母材晶粒的长大，钎料中低沸点组元的蒸发以及钎料的分解等有害过程的发生。因此在保证均匀加热的前提下，应尽量缩短加热时间亦即提高加热速度。具体确定加热速度时，必须结合焊接尺寸、所焊母材和所用钎料的特性等因素加以综合考虑。对于厚度大及导热性差的焊件，加热速度不宜太快；在母材活性较强、钎料含有挥发组元以及母材与钎料、钎剂之间存在有害作用时，应尽量提高加热速度。

1-262　怎样确定钎焊后焊件的冷却速度？

焊件的冷却虽是在钎焊保温结束后进行的，但冷却的速度对接头的质量也有影响。冷却速度过慢，可能引起母材的晶粒长大，钎料与母材相互作用的时间增长，导致母材向钎料中溶解得过多，产生溶蚀缺陷。加快冷却速度，有利于细化钎缝组织，从而提高接头强度。但冷却速度过快，可能使焊件因形成过大的内应力而产生裂纹，也可能因钎缝迅速凝固使气体来不及逸出而形成气孔。因此具体确定冷却速度时，必须结合焊件尺寸、母材种类和钎料特性等因素加以综合考虑。

1-263　在铜管套接钎焊过程中，应在何时通入氮气？

我们知道在铜管套接钎焊时，应该通入氮气，以防铜管内壁在火焰钎焊加热过程中，再次被氧化。如果在钎焊后立即停止通气，由于焊件仍然处在高温期，同样会被氧化，所以应在焊前通入氮气，并且一直持续到钎焊结束，延迟通入氮气10～15s。

1-264　钎料的放置原则是什么？

用于填缝的钎料，既可以在钎焊过程中送给，也可以在钎焊前预先放置。对于低生产率的钎焊方法，如烙铁钎焊和火焰钎焊，使用棒状、条状和管状的钎料，一般采用手工送给方式。对于高生产率的钎焊方法，如炉中钎焊方法等，使用丝状、条状、箔片状、粉末状及膏状等形态的钎料，广泛采用的是预先放置方式。无论采用何种方式放置钎料，都应遵循下述各项原则。

①尽可能利用钎料的重力作用和钎缝间隙的毛细作用来促进钎料的填缝。

②保证钎料填缝时间隙内的钎剂和气体排出的通路。

③钎料要放置在不易润湿或加热中温度较低的零件上。

④钎料安放要牢靠，以防钎焊过程中因意外干扰而错位。

⑤应尽量使钎料的填缝路程最短。

⑥防止对母材形成明显的熔蚀或钎料的局部堆积，尤其对薄件应特别注意。

1-265　钎焊前焊件表面去油有哪些方法？

焊件表面黏附的油脂有矿物油和动植物油。矿物油可用有机溶剂清除，动植物油可用碱液去除。但实际情况往往是两种油脂同时存在，因此需用两种或更多种方法去油：①有机溶剂去油。一般小批量生产用有机溶剂擦洗，常用的是汽油和丙酮。大批量生产常用有机溶剂蒸气中脱脂，其中三氯乙烯效果最好，但毒性最大。②碱溶液去油。用碱溶液去除工件表面的油脂，例如：铜及铜合金、低碳钢、低合金钢、不锈钢、镍及镍合金、钛及钛合金等材料，可放在80～90℃的NaOH水溶液中浸洗5～10min。

1-266　铜管套接钎焊时，管内通入氮气有何作用？

对于铜管套接，采用火焰钎焊加热时，当内壁加热到700～800℃时，如果没有氮气的保护，内壁将产生氧化膜，这些氧气膜会脱落或溶解于管路中流动的制冷剂中，从而会影响冰箱、空调等电器的制冷效果。因此在铜管套接钎焊时，一般应通入氮气进行保护，以防内壁氧化。

1-267　钎焊接头定位包括哪些内容？

钎焊接头的定位主要有两方面：一是工件接头的定位；二是钎料在工件中的定位。工件接头的定位就是指在钎焊装配时要用各种方法固定工件，如重力定位、紧配合、螺钉固定及夹具定位等。钎料在工件中的定位方式包括凸肩定位、倒角定位和凹槽定位。

1-268　钎焊过程中夹具及工装起什么作用？

对于结构复杂及炉中钎焊的零件，一般需要钎焊工装。钎焊工装可分为装配工装和随炉工装两类，装配工装与其他工装相比并无太多特殊要求，只需考虑工装的洁净性，不能对工件造成污染。

夹具及工装主要对零件起支撑、固定、夹紧、保持零件间正确位置关系、保证合适的钎焊间隙、防止零件变形等作用。

1-269　经过脱脂等表面制备后的零件，在保存时应遵循哪些原则？

经过脱脂、清除氧化物或已预镀覆等表面制备后的零件，在保存时应遵循两条原则：①应尽量缩短存放时间，尽快完成钎焊。缩短时间意味着减少零件重新被污染和被氧化的可能性，有利于保证钎焊质量，特别是对于铝合金等表面易被氧化，及对表面制备要求高的工件，缩短存放时间尤为重要。②在存放中必须保持零件的清洁。由于零件在表面制备后转入钎焊前，必须经过运送、装配、固定等过程，如操作不当，易造成零件的污染。为了消除这种危险，应保持零件存放处的清洁，最好采用密闭的容器或经过妥善包装后再保存和运送零件。

1-270　自身定位有什么特点？

自身定位是一种较简单的定位方法，适合于尺寸小、结构简单、技术要求较低及生产量小的焊件。自身定位还可细分为重力定位、紧配合定位、突起部定位、点固焊定位、销钉定位和弹簧夹定位等多种方法。典型零件的自身定位法如图1-25所示。

1-271　为什么要对零件定位？

为了防止钎焊施工中零件的错动，装配时还要对零件进行定位，即采取适当的方法把零件固定在装配好的位置上。一般而言，定位方法可分为自身定位和夹具定位两大类别。至于选用何种定位方法，则主要取决于焊件的结构、技术要求、钎焊方法及生产类型等。

1-272　夹具定位有什么特点？

对于结构复杂、生产量大的焊件，一般采用专用的夹具定位。夹具定位具有定位可靠、生产效率高的优点，但夹具本身成本较高。与其他夹具相比，钎焊夹具的使用条件更为恶劣，不但工作温度高，而且有时还处在强腐蚀性的气体或液体介质中。

1-273　设计和选择使用钎焊夹具时，应满足哪些要求？

与其他夹具相比，钎焊夹具的使用条件更为恶劣，不但工作温度高，而且有时还处在强腐蚀性的气体或液体介质中。因此在设计、选择和使用钎焊夹具时，应满足以下几个方面的要求。

①夹具材料应有良好的高温强度、热疲劳强度、抗氧化性和抗腐蚀性。

②夹具材料的导热性要好，热容量要小，并与零件材料有相近的热膨胀系数。

③夹具材料在高温下不应与零件材料发生反应，也不为钎料所润湿。

④感应钎焊用的夹具材料应是非磁性的。

⑤夹具应具有足够的刚度，且结构应尽量简单。

⑥夹具中应避免使用螺栓或螺钉。

⑦夹具在投入使用前要进行模拟的钎焊热循环试验。

1-274　钎焊后的处理包括哪些工作？

经过钎焊后的零件，在投入使用之前，还必须根据设计指标及其他要求再作相应的处理。这些处理主要包括钎剂残渣的清除，阻流剂的清除及焊后热处理等。

1-275　钎剂残渣的清除原理是什么？

对使用钎剂的钎焊方法来说，除使用气体钎剂外，大多数钎剂残渣对钎焊接头都有腐蚀作用，也会妨碍对钎缝质量的检查，钎焊后必须将其清除干净。清除的原理是：将易溶于水的残渣使其溶于水中而去除；不易溶于水的残渣应通过机械破碎或化学溶解的方法加以去除。由于不同种类的钎剂具有不同的组成和性质，因而残渣清除的方法也不相同。

1-276　钎焊后，有机软钎剂残渣如何清除？

在有机软钎剂中，水溶性有机软钎剂能溶于水，可用热水洗涤去除，若由凡士林调制而成的膏状钎剂，则可用有机溶剂去除。活性松香钎剂的残渣不溶于水，可用异丙醇、酒精、汽油和三氯乙烯等有机溶剂去除。

1-277　钎焊后，无机软钎剂残渣如何清除？

在无机软钎剂中，无机酸类软钎剂能溶于水，可用热水洗涤去除。无机盐类软钎剂（含有氯化锌）的作用产物不溶于水，可先用体积分数为2％的盐酸溶液洗涤，再用体积分数为10％的氢氧化钠水溶液中和处理，最后用热水和冷水洗净。若由凡士林调制的含氯化锌的膏状钎剂，应先用有机溶剂清除残留的油脂，再用上述方法洗涤。

1-278　钎焊后，为何要进行表面清洗？

对使用钎剂的钎焊方法来说，除使用气体钎剂外，大多数钎剂残渣对钎焊接头都有腐蚀作用，也会妨碍对钎缝质量的检查，钎焊后必须将其清除干净。

1-279　钎焊后，钎剂的去除方法有哪些？

钎焊后，残留的钎剂及其反应产物大多数对钎焊接头产生腐蚀，因此必须去除。去除方法包括机械、物理、化学及电化学等。

1-280　硬钎焊用的钎剂应如何去除？

硬钎焊用的硼砂和硼酸钎剂，钎焊后呈玻璃状，在水中的溶解度小，去除困难，一般用机械方法（如喷砂）除去。最好在钎焊后焊件尚未完全冷却以前便放入水中，这样产生的热冲击使残留的钎剂裂开从而易于去除，但这种方法不能用于对热冲击敏感的钎焊接头。此外，还可把焊件放在温度较高（70～90℃）的重铬酸钾溶液中较长时间浸洗。

含氟化物的硬钎剂的残渣也较难去除。钎剂中含氟化钙时，残渣可先在沸水中洗涤10～15min，然后在温度为120～140℃、成分为300～500/L的氢氧化钠和50～80/L的氟化钠的水溶液中gg长时间浸煮。钎剂中含较多氟硼酸钾或氟化钾时，不会形成玻璃状残渣，可用水煮或在体积分数为10％的柠檬酸热水中浸泡去除。

1-281　银钎焊用的硬钎剂应如何去除？

含较多氟硼酸钾或氟化钾的硼砂、硼酸型硬钎焊用焊剂，不会形成玻璃状熔渣，钎焊后接头可用水煮或在10％柠檬酸热水中把熔渣除去。

1-282　铝用硬钎剂应如何让去除？

对于由碱金属及碱土金属的氯化物及氟化物组成的铝用硬钎剂，钎焊后残渣对铝接头具有很大的腐蚀性，不彻底去除会引起接头迅速破坏，钎焊后必须清除干净。这类钎剂大部分可溶于水，水温越高，钎剂溶解越快，去除时间越短。也可将热态的工件放入冷水中，借助于残渣急冷收缩和水分子气化喷爆作用，使钎剂残渣开裂并脱落。但对热冲击敏感而易产生变形或裂纹的工件，应慎重使用。

对于氯化物基铝用硬钎剂，其残渣的清除可按下述方法进行：先在60～80℃的热水中浸泡10min，用毛刷仔细清洗钎缝上的残渣，然后用冷水清洗，再在体积分数为15％的硝酸水溶液中浸泡约30min，最后用冷水冲洗干净。

对于由氟化物组成的无腐蚀性铝用硬钎剂，其残渣的清除可按下述方法进行：将工件放在由体积分数为7％的草酸和体积分数为7％硝酸组成的水溶液中，先用毛刷仔细刷洗钎缝，再浸泡90min，最后用冷水冲洗干净。

1-283　阻流剂应如何清除？

在某些钎焊场合中采用的阻流剂，如有必要，在钎焊后也是清除的对象。对于只与母材机械黏附的阻流剂，可以用空气吹、水冲洗或金属丝刷等机械方法清除。若阻流剂与母材表面存在相互作用时，可用热硝酸-氢氟酸浸洗方法去除。但若钎料中含有铜或银时，就应避免采用硝酸，这时可用浓的氢氧化钠热溶液清洗去除。需要注意，采用化学清洗液去除阻流剂后，必须再用清水将留存在工件上的酸或碱液彻底冲洗掉。

1-284　钎焊后热处理的目的是什么？

钎焊后热处理的根本目的是提高钎焊产品的整体性能，包括提高母材本身性能和钎焊焊接接头性能两个方面。如果焊件是在夹具中被钎焊的，则其钎焊后热处理也应在夹具中进行，以免发生变形。

1-285　为什么钎缝冷却前必须避免振动？

钎料加热后开始熔化或从液态开始冷却至未完全凝固时，钎缝的强度很低，钎缝受到振动容易造成钎缝开裂，形成缓慢的渗漏。因此在钎焊工作完成后钎缝未完全冷却前，不能搬动焊件，防止振动。