釬焊復習題附參考答案

1、1.釬焊的基本原理釬焊時采用比母材熔點低的金屬材料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點低于母材熔點，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙，并與母材相互擴散實現(xiàn)連接焊件的方法。2 .描述全部釬焊工藝過程并簡單分析各不同階段所發(fā)生的物理或化學現(xiàn)象釬焊工藝過程：一是釬料填滿釬縫的過程，二是釬料同母材相互作用的過程。如果釬焊時使用釬劑，則還有一個釬劑的填縫過程。不同階段的物理化學現(xiàn)象：一：釬劑在加熱熔化后流入焊件間的間隙，同時熔化的釬劑與母材表面發(fā)生物化作用，從而清凈母材表面，為釬料填縫創(chuàng)造條件。二：隨著加熱溫度升高，熔化的釬料與固態(tài)母材接觸，潤濕母材，并在其上鋪展。隨后，熔化的釬料依靠毛細作用在釬縫間隙內(nèi)

2、流動進行填縫。三：液態(tài)釬料在毛細填縫的同時，與母材發(fā)生相互擴散作用，一種是母材向液態(tài)釬料的擴散，即通常說的溶解；一種是釬料組分向母材的擴散。3 .釬焊的技術(shù)特點優(yōu)點：（ 1）加熱溫度較低（ 2）焊件變形小，尺寸精確高（ 3）可焊異種金屬或材料（ 4）適合于批量生產(chǎn)，生產(chǎn)率很高（ 5）可整體加熱，用于結(jié)構(gòu)復雜，開敞性差的材料焊件缺點：（ 1）接頭強度低（ 2）耐熱性差（ 3）搭接接頭，增加了母材消耗和結(jié)構(gòu)重量總之，釬焊最明顯的優(yōu)點：母材不化釬料化。釬焊較適宜連接精密、微型、復雜、多釬縫、異類材料的焊件。4 .簡述釬焊工藝方法原理及特點烙鐵釬焊：用于細小簡單或很薄零件的軟釬焊。波峰釬焊：用于大批量

3、印刷電路板和電子元件的組裝焊接。施焊時,250左右的熔融焊錫在泵的壓力下通過窄縫形成波峰，工件經(jīng)過波峰實現(xiàn)焊接。這種方法生產(chǎn)率高，可在流水線上實現(xiàn)自動化生產(chǎn)?；鹧驸F焊：用可燃氣體與氧氣或壓縮空氣混合燃燒的火焰作為熱源進行焊接?；鹧驸F焊設(shè)備簡單、操作方便，根據(jù)工件形狀可用多火焰同時加熱焊接。這種方法適用于自行車架、鋁水壺嘴等中、小件的焊接。電阻釬焊：利用電流流過被焊工件時,在釬料與母材界面因接觸電阻,產(chǎn)生熱量進行局部加熱釬料,同時還對待焊接處施加一定的壓力,加熱快。適合于物理性能和厚度差異大的焊件，局限是焊件尺寸不能太大。浸沾釬焊：將工件部分或整體浸入覆蓋有釬劑的釬料浴槽或只有熔鹽的鹽浴槽中加熱

4、焊接。這種方法加熱均勻、迅速、溫度控制較為準確，適合于大批量生產(chǎn)和大型構(gòu)件的焊接。鹽浴槽中的鹽多由釬劑組成。焊后工件上常殘存大量的釬劑，清洗工作量大。感應(yīng)釬焊：利用高頻、中頻或工頻感應(yīng)電流作為熱源的焊接方法。高頻加熱適合于焊接薄壁管件。采用同軸電纜和分合式感應(yīng)圈可在遠離電源的現(xiàn)場進行釬焊，特別適用于某些大型構(gòu)件，如火箭上需要拆卸的管道接頭的焊接。爐中釬焊：將裝配好釬料的工件放在爐中進行加熱焊接，常需要加釬劑，也可用還原性氣體或惰性氣體保護，加熱比較均勻。大批量生產(chǎn)時可采用連續(xù)式爐。真空釬焊：工件加熱在真空室內(nèi)進行，主要用于要求質(zhì)量高的產(chǎn)品和易氧化材料的焊接。電弧釬焊：局部加熱，溫度高，升溫快，

5、適合于大尺寸、長焊縫。激光釬焊：局部加熱，溫度高，升溫快，適合于大尺寸、長焊縫。5 .釬料的基本要求是什么？a.釬料應(yīng)具有合適的熔點。它的熔點至少應(yīng)比母材的熔點低幾十度。二者熔點過于接近，會使釬焊過程不易控制，甚至導致母材晶粒長大、過燒以及局部融化。b釬料應(yīng)具有良好的潤濕性，能充分填滿釬縫間隙。c.釬料與母材的擴散作用，應(yīng)保證它們之間形成牢固的結(jié)合。d釬料應(yīng)具有穩(wěn)定和均勻的成分，盡量減少釬焊過程中的偏析現(xiàn)象和易揮發(fā)元素的損耗等。e.所得到的接頭應(yīng)能滿足產(chǎn)品的技術(shù)要求，如機械性能和物理化學性能方面的技術(shù)要求。f考慮釬料的經(jīng)濟性，應(yīng)盡量少用或不用稀有金屬和貴重金屬。6 .舉例說明自釬劑釬料的特點(

6、以銅磷釬料為例)a.釬料內(nèi)應(yīng)含有較強的還原劑。b.還原劑與母材表面氧化物作用后的還原產(chǎn)物，熔點應(yīng)低于釬焊溫度，或者還原產(chǎn)物能與母材表面氧化物形成低熔點的復合化合物。c.還原產(chǎn)物或所形成的復合化合物的粘度要小，能被液態(tài)釬料排開，不妨礙釬料鋪展。d.還原劑應(yīng)能溶于釬料內(nèi)，還原劑最好能降低液態(tài)釬料的表面張力，改善釬料的潤濕性。如銅磷釬料中的磷在釬焊過程中能還原氧化銅，還原產(chǎn)物五氧化二磷與氧化銅形成復合化合物，在釬焊溫度下呈液態(tài)覆蓋在母材表面，可防止母材氧化。7.描述并列出各類釬料合金a.錫基釬料：錫鉛釬料是軟釬料中應(yīng)用最廣的釬料。有些錫鉛釬料中含有少量睇，用以減少釬料在液態(tài)時的氧化，提高接頭的熱穩(wěn)定

7、性。錫鉛釬料的工作溫度一般不高于100度，此外錫鉛釬料在低溫下有冷脆性。b.鉛基釬料：純鉛不宜做釬料，因為它不能很好的潤濕銅、鐵、鋁、鎳等常用金屬。通用的鉛基釬料是在鉛中添加銀、錫、鎘、鋅等合金元素組成的。適用于釬焊銅和銅合金。c.鎘基釬料：是軟釬料中耐熱性最好的一種，工作溫度可達250度。d.鋁基釬料：主要用于釬焊鋁及鋁合金。e.銀基釬料：是應(yīng)用最廣的一類硬釬料。熔點不是很高，可以潤濕很多金屬，并具有良好的強度，塑性，導熱性，導電性等性能。f.銅基釬料：釬焊溫度高，需要在還原性氣氛、惰性和真空條件下進行。釬焊時要求接頭間隙很小。g.鎰基釬料：當接頭溫度高于600度時，可采用能承受更高工作溫度

8、的鎰基釬料。h.饃基釬料：用于釬焊高溫工作的零件。8.對比分析釬焊接頭設(shè)計與熔焊的不同之處有哪些(1) 熔焊連接的基本接頭型式為對接接頭，節(jié)省材料，減輕重量。釬焊連接的基本接頭型式為搭接接頭，可以達到在接頭與焊件具有相等的承載能力的要求，裝配要求也相對地較為簡單。(2) 與熔焊接頭相比，釬焊接頭由于接頭形式的特點以及材料的不均一性，使產(chǎn)生應(yīng)力集中的幾率要大得多，其危害性也嚴重的多，因此在設(shè)計中應(yīng)給予充分的注意。9.10簡述釬劑的組成及作用.釬劑的組成：由釬劑的基體組分，去膜劑和活性劑三類組分組成（P47）釬劑的作用：a.清除母材和釬料表面的氧化物。b.隔絕空氣而起保護作用。c.起界面活性的作用

9、，改善液態(tài)釬料對母材表面的潤濕。11簡述Youn灰方程的內(nèi)涵，并說明其在分析潤濕現(xiàn)象中的作用（1）楊氏方程表示了固氣、液氣、液固三種界面間的界面張力與潤濕角的關(guān)系，即鋪展終了時，某一點處的三力平衡方程。（2）由楊氏方程可以看出，釬料對母材的潤濕性取決于具體條件下三相間的相互作用，但不論情況如何，bbbb即容易鋪展。上述分析給改善釬料對母材的潤濕性指出了方向。12分析釬料合金與母材潤濕性的影響因素.a.釬料和母材的成分。若釬料能和母材相互溶解形成化合物，則液態(tài)釬料能較好的潤濕母材。b.溫度的影響。溫度升高，釬料表面張力降低，有助于提高釬料的潤濕性。c.金屬表面氧化物的影響。在有氧化膜的金屬表面上

10、，液態(tài)釬料往往凝聚成球狀，不與金屬發(fā)生潤濕。應(yīng)予以清除。d.釬劑的影響。釬焊時使用釬劑可以清除釬料和母材表面的氧化膜，改善潤濕。e.母材表面狀態(tài)的影響。母材表面粗糙度對與它相互作用弱的釬料的潤濕性有明顯的影響，越粗糙，越潤濕。f.表面活性物質(zhì)的影響。液態(tài)釬料中加有它的表面活性物質(zhì)時，它的表面張力顯著減小，對母材的潤濕性因而得到改善。13.試說明選擇釬料時，一般通過潤濕角的測量來評價潤濕程度的好壞，而不是從楊氏方程計算出發(fā)答：潤濕角可以通過具體的試驗方法來確定，并以其大小來評定潤濕性的好壞。潤濕角越小，潤濕性越好。而在楊氏方程中，除了液態(tài)金屬的表面張力數(shù)據(jù)比較齊備外，后兩項數(shù)據(jù)目前為數(shù)很少。至于

11、通常均為多元合金的釬料，上述各項數(shù)據(jù)更為稀少，因此無法用楊氏方程來指導生產(chǎn)實踐。14簡述釬焊潤濕性判斷的方法的原理及特點.定性分析：從冶金學角度利用相圖進行分析；利用楊氏方程進行分析。定量測定：見P515簡述釬焊時易出現(xiàn)哪幾種缺陷，并分析其產(chǎn)生的原因.a.焊縫的不致密性：由于間隙內(nèi)部金屬表面不可能絕對平齊，清潔度也有所差異，加以液態(tài)釬料和釬劑同金屬表面的物理化學作用等因素的影響，使釬劑和釬料在填縫時常常以不整齊的前沿向前推進，結(jié)果形成小包圍。（如圖P140）其次，熔化的釬劑或釬料沿釬縫外圍的流動速度與其在間隙內(nèi)部的填縫速度是不同的，結(jié)果可能造成釬料對間隙內(nèi)部的氣體或釬劑的大包圍現(xiàn)象。（如圖P1

12、40）此外，釬劑在加熱過程中可能分解出氣體，母材或釬料中某些高壓元素的蒸發(fā)以及溶解在液態(tài)釬料中的氣體在釬料凝固時的析出。這些氣體在釬料凝固前來不及全部排出釬縫，也會形成氣孔。b.母材的自裂：吸附假說。受應(yīng)力的金屬與能降低固態(tài)金屬表面能的表面活性液態(tài)金屬接觸時，液態(tài)金屬能向固態(tài)金屬表面的顯微裂縫滲入，使其擴大，并且使固態(tài)金屬的強度降低，從而形成脆性破壞。c.溶蝕：是母材向釬料過渡溶解所造成的。16液態(tài)金屬為什么會通過毛細作用進行填縫，其物理機制是什么答：（1）因為焊縫間隙很小，如同毛細管，釬料依靠毛細作用在釬縫間隙內(nèi)流動。（2）當把間隙很小的平行板插入液體中時，液體在兩個平行板的間隙中上升或者下降的高度由下面的式子決定：見4頁。外加后面兩段的前兩句話。17鋁合金釬焊特性分析及釬焊工藝設(shè)計，并作具體說明.答：1.鋁與氧的親和力很強，在空氣中易被氧化生成致密而結(jié)實的氧化膜；2. 鋁合金的導熱率和比熱大，導熱快；3. 鋁合金的線膨脹系數(shù)大;4. 鋁合金的焊接過程中容易形成氣孔產(chǎn)生缺陷；5. 在焊接過程中由于焊接