第4章 - 材料成型

釬焊方法釬焊方法的分類

按照不同的特征和標準，釬焊方法有以下6種分類方式：按釬料的熔點:軟釬焊(低于450℃)，

硬釬焊(高于450℃)按釬焊溫度:高溫釬焊，中溫釬焊，低溫釬焊

溫度的劃分相對于母材的熔點而言：

eg1鋼件：800℃以上-高溫釬焊；550~800℃-中溫釬焊；550℃以下-低溫釬焊；

eg2鋁合金：450℃以上-高溫釬焊；300~450℃-中溫釬焊；300℃以下-低溫釬焊按照熱源的種類和加熱方法：火焰釬焊，爐中釬焊，感應釬焊，電阻釬焊，浸漬釬焊，氣相釬焊，烙鐵釬焊及超聲波釬焊等按照去除母材表面氧化膜的方式：釬劑釬焊，無釬劑釬焊，自釬劑釬焊，氣體保護釬焊，真空釬焊等按照接頭形式特點：毛細釬焊，非毛細釬焊

液態(tài)釬料依靠毛細作用填縫的情況稱為毛細釬焊，反之稱為非毛細釬焊，eg：接觸反應釬焊和擴散釬焊是最典型的非毛細釬焊按照被連接的母材或釬料的不同：鋁釬焊，不銹鋼釬焊，鈦合金釬焊，高溫合金釬焊，陶瓷釬焊，復合材料釬焊，銀釬焊，銅釬焊等4-1烙鐵釬焊烙鐵釬焊焊接通常以電烙鐵（又稱為電焊鐵）做為加熱的工具。電烙鐵是以電能轉(zhuǎn)化為熱能工作的。（1）焊接點及參加焊接的導線頭要清潔（2）電烙鐵的功率要恰當烙鐵釬焊常見毛病（1）假焊或虛焊（2）釬焊時間太?；蜮F焊溫度過高導致相關(guān)元件熱損壞。加熱元件鎳鉻合金絲、陶瓷加熱器烙鐵頭保持和傳送熱量到被焊件銅，表面鍍鐵等改進烙鐵頭表面鍍層，提高壽命溫度控制用途小、薄件的軟釬焊；在電子產(chǎn)品焊接中廣泛使用Sn基、Zn基等釬料的軟釬焊陶瓷加熱器

一種高效、熱分部均勻的加熱器。熱導性極佳的金屬合金，確保熱面溫度均勻，消除了設備的熱點及冷點。具有長壽命、保溫性能好、機械性能強、耐腐蝕、抗磁場等優(yōu)點。電烙鐵（solderingiron)分外熱式和內(nèi)熱式兩種。 內(nèi)熱式——電烙鐵體積較小，而且價格便宜。一般電子制作都用35W左右的內(nèi)熱式電烙鐵。內(nèi)熱式的電烙鐵發(fā)熱效率較高，而且更換烙鐵頭也較方便。其發(fā)熱芯是裝在烙鐵頭的內(nèi)部，熱損失小。外熱式——因發(fā)熱芯在電烙鐵的外面而得名。由于發(fā)熱電阻絲在烙鐵頭的外面，有大部分的熱散發(fā)到外部空間，所以加熱效率低，加熱速度較緩慢。大功率的電烙鐵通常是外熱式的。烙鐵釬焊外熱式烙鐵使用外熱源(如煤氣、氣體火焰等)加熱

適用于以軟釬料釬焊不大的焊件,廣泛應用于無線電、儀表等工業(yè)部門電烙鐵普通電烙鐵靠自身恒定作用的熱源保持烙鐵頭一定溫度帶陶瓷加熱器可調(diào)溫度弧焊烙鐵烙鐵頭部裝有碳頭,利用電弧熱熔化釬料超聲波烙鐵

在電加熱烙鐵頭上再加上超聲波振動,靠空化作用破壞金屬表面氧化膜

適用于鋁、鋁合金（含Mg多的除外）、不銹鋼、鈷、鍺、硅等釬焊

印制電路板上元件的手工釬焊系統(tǒng)

焊接步驟

烙鐵頭接觸工件送上焊錫絲焊錫絲脫離焊點烙鐵頭脫離焊點4-2火焰釬焊火焰釬焊——完成釬焊熔化和流動所需要的熱量是靠燃氣火焰來實現(xiàn)的。這種方法主要靠一個或多個火焰加熱工件，依靠火焰、工件或兩者同時的運動，實現(xiàn)對工件的適當加熱，實現(xiàn)釬焊連接

用可燃氣體與氧氣(或壓縮空氣)混合燃燒的火焰來進行加熱的釬焊特點裝置簡單釬焊前工件需要進行表面清洗釬焊后的接頭也需要進行表面清理,去掉殘留在接頭上的釬劑和渣殼只適用于具有不太高的活性和不需要專門保護的母材的連接。氧乙炔焰（最常用）常用火焰的外焰區(qū)加熱，該區(qū)火焰的溫度較低而橫截面積較大應采用中性焰或碳化焰以防止母材和釬料氧化。加熱溫度要求不高時，可采用壓縮空氣來代替純氧；其它可燃氣體代替乙炔釬炬

作用：使可燃氣體與氧或空氣按適當?shù)谋壤旌虾髲某隹趪姵?、燃燒形成火焰，?gòu)造氣焊炬相似。最好配上多孔噴嘴火焰較柔和、截面較大，溫度比較適當，利于均勻加熱。噴燈 直接使用液體燃料（煤油、汽油或酒精），靠自身的氣化裝置使燃料氣化，再與吸入的空氣混合后燃燒。釬料與釬劑

釬料——選擇范圍廣，從低溫的銀基釬料到高溫的鎳和銅基釬料，都可以使用。絲狀，片狀，預成形或膏狀形式的釬料都可以使用。

釬劑——膏狀釬劑或釬劑溶液最便于使用。加熱前即可把它們均勻地涂在母材和釬料棒上，這樣能防止母材在加熱過程中氧化。

注意：利用燒熱的釬料棒粘附粉末釬劑，然后再進給到接頭上的方式，有可能使母材在加熱初期失去保護而遭到氧化。操作 釬焊時，開始應將釬炬沿釬縫來回運動，使之均勻地加熱到接近釬焊溫度，然后再從一端用火焰連續(xù)向前熔化釬料，直至填滿釬縫間隙。

手工操作時加熱溫度難掌握；可實現(xiàn)機械化4-3電阻釬焊定義：利用電流通過焊件或與焊件接觸的加熱塊所產(chǎn)生的電阻熱加熱焊件和熔化釬料的釬焊方法分類：直接加熱式與間接加熱式釬焊直接加熱式釬焊原理：電極壓緊兩個零件的釬焊處電流通過釬焊面形成回路，靠通電中釬焊面產(chǎn)生的電阻熱加熱到釬焊溫度實現(xiàn)釬焊。間接加熱式釬焊原理：電流只通過一個零件或根本不通過焊件，前者釬料熔化和另一零件的加熱是依靠通電加熱的零件向它熱傳導來實現(xiàn)；后者是電流通過并加熱一個較大的石墨板或耐熱金屬板，焊件放置在此板上，全部依靠熱傳導來實現(xiàn)，對焊件仍需壓緊。平行間隙電極釬焊設備平行間隙電阻釬焊的原理流經(jīng)引線和焊盤的瞬時大電流產(chǎn)生的電阻熱使釬料熔化，形成焊點。通過控制電流強度和加熱時間可以控制焊點的質(zhì)量去膜：采用釬劑和氣體介質(zhì)去膜。直接加熱時不能使用固態(tài)釬劑（不導電）。自釬劑釬料最合適。以水溶液或酒精溶液形式使用。釬料：箔狀，預先鍍覆釬料層，釬料絲電極：采用碳、石墨、銅合金、耐熱鋼、高溫合金或難熔金屬。一般電阻釬焊用的電極應有較高的導電率；相反，用作加熱塊的電極則采用高電阻材料。4-4感應釬焊感應釬焊時，零件的待釬焊部分被置于交變磁場中，這部分母材的加熱是通過它在交變磁場個產(chǎn)生的感應電流的電阻熱來實現(xiàn)的。感應加熱時的集膚效應交流電頻率增加，感應電流隨之增大，焊接加熱速度變快但頻率增加，集膚效應也增強，加熱深度減小電流滲透深度85%的電流強度所分布的導體表面層厚度δ-導體中的電流滲透深度(mm)ρ-導體的電阻系數(shù)(Ω·mm)μ-導體的磁導率(H/m) 適合于焊接鋼、銅及其合金、不銹鋼、高溫合金等，適合于焊接對稱性的零件如管類、軸等。感應釬焊設備

組成：交流電源和感應圈

交流電源：工頻（少用）、中頻（大厚件）、高頻（薄件，常用500KHz）

感應圈：結(jié)構(gòu)設計要求：保證焊件加熱迅速、均勻及效率高。材料：紫銅管，內(nèi)通冷卻水參考資料：感應加熱原理及應用(感應線圈設計)分類：手工的、半自動的和自動操作要點：釬焊時，焊件置于感應圈中或近傍，難以送進釬料。因此宜在裝配時預先把釬料和釬劑放好。釬料：使用箔狀、絲狀、粉末狀和膏狀。安置的釬料不宜形成封閉環(huán)，以免因自身的感應電流加熱而過早熔化。去膜：采用釬劑和氣體介質(zhì)。液態(tài)和膏狀的釬劑最便于使用。4-5浸沾釬焊原理：把焊件局部或整體地浸入鹽混合物熔液或釬料溶液中，依靠這些液體介質(zhì)的熱量來實現(xiàn)釬焊過程。分類：按使用的液體介質(zhì)不同分——鹽浴釬焊和熔化釬料中浸沾釬焊。特點：焊接加熱迅速，加熱均勻；保護焊件不被氧化；熔液溫度可精確控制；可同時完成熱處理、滲碳等過程；容易實現(xiàn)機械化一鹽浴釬焊特點：焊件的加熱和保護都是靠鹽浴來實現(xiàn)的鹽混合物要求：熔點合適；對焊件能起保護作用而無不良影響；使用中成分和性能穩(wěn)定。多使用氯鹽的混合物。釬焊用鹽浴設備：鹽浴槽；分外熱式（加熱慢，少用）和內(nèi)熱式釬料：須進行可靠的定位；釬料板最方便，其次為釬料箔，釬料絲慎用；釬劑：Cu/結(jié)構(gòu)鋼時可不采用，其它均需要。加釬劑的方法：把焊件浸入熔化的釬劑中或釬劑水溶液中，取出后加熱到120-150℃去水工藝：為減小焊件浸入時鹽溶液溫度的下降，縮短釬焊時間，最好采用兩段加熱釬焊的方式：即先將焊件置于電爐內(nèi)預熱到低于釬焊溫度200-300℃，再將焊件進行鹽浴釬焊。浸漬釬焊鹽浴浸漬釬焊外熱式

多為氯鹽的混合物作鹽浴，焊件加熱和保護靠鹽浴來實現(xiàn)。外熱式由槽外部電阻絲加熱；內(nèi)熱式靠電流通過鹽浴產(chǎn)生的電阻熱來加熱自身和進行釬焊。當釬焊鋁及鋁合金時應使用釬劑作鹽浴

適用于以銅基釬料和銀基釬料釬焊鋼、銅及其合金、合金鋼及高溫合金。還可釬焊鋁及其合金內(nèi)熱式

熔化釬料中浸漬釬焊（金屬?。?/p>

將經(jīng)過表面清洗，并裝配好的釬焊進行釬劑處理，再放入熔化釬料中，釬料把釬焊處加熱到釬焊溫度實現(xiàn)釬焊

主要用于以軟釬料釬焊銅、銅合金及鋼。對于釬縫多而復雜的產(chǎn)品（如蜂窩式換熱器、電機電樞等）用此法優(yōu)越、效率高二熔化釬料中浸沾釬焊原理：將經(jīng)過表面清理并裝配好的焊件進行釬劑處理，然后浸入熔化的釬料中。熔化的釬料把零件釬焊處加熱到釬焊溫度，同時滲入釬縫間隙中，并在焊件提起時保持在間隙內(nèi)，凝固形成接頭。特點工藝簡單，生產(chǎn)效率高焊件全部被涂敷上釬料，造成浪費應用鋼、銅及合金的軟釬焊蜂窩式換熱器、汽車水箱、電機電樞等電子印制電路板的波峰焊釬劑處理兩種方式：將焊件先浸在熔化的釬劑中，然后再浸入熔化釬料中；適用于在熔化狀態(tài)下不顯著氧化的釬料。熔化的釬料表面覆蓋有一層釬劑，焊件浸入時先接觸釬劑再接觸熔化的釬料。適用于釬料在熔化狀態(tài)下氧化嚴重。

波峰焊方法

波峰焊4-6爐中釬焊原理：將裝配好釬料的焊件放入電爐中加熱至釬焊溫度完成釬焊。分類：按爐中釬焊過程中焊件所處的氣氛不同，可分為：空氣爐中釬焊、保護氣氛爐中釬焊（又可分為中性氣氛與活性氣氛2種）及真空爐中釬焊。一空氣爐中釬焊原理：把裝配好的加有釬料和釬劑的焊件放入普通的工業(yè)電護中加熱至釬焊溫度。依靠釬劑去除釬焊表面的氧化膜，釬料熔化后流入釬縫間隙，冷凝后形成接頭。特點：整體加熱，焊件變形小；成本低、設備簡單；一爐多件，有較高的生產(chǎn)效率；焊件表面氧化嚴重；鋁合金釬焊的爐溫控制要求較高二保護氣氛爐中釬焊亦稱控制氣氛爐中釬焊特點：加有釬料的焊件是在活性或者中性氣氛保護下的電爐中加熱釬焊的。分類：按使用的氣氛可分別為活性氣氛爐中釬焊和中性氣氛爐中釬焊設備出氣管安置：保護氣為H2時安置在底部保護氣為Ar時安置在上部三真空爐中釬焊特點：釬焊質(zhì)量高，用于難釬焊的金屬和合金的釬焊；不需使用釬劑設備組成：真空釬焊爐和真空系統(tǒng)；真空釬焊爐有熱壁和冷壁兩種類型轉(zhuǎn)向閥斷開擴散泵，機械泵直接連通釬焊爐真空度達到1.33Pa后轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向閥，使機械泵通過擴散泵與釬焊爐相通機械泵與擴散泵同時工作，至要求的真空度擴散泵工作原理圖4-7擴散釬焊特征：在釬焊加熱過程中釬縫間隙內(nèi)形成的液態(tài)合金，不象一般釬焊方法那樣因隨后降溫凝固而形成釬縫，而是在高于釬料的固相線溫度的條件下長時間保溫，使之等溫凝固而形成釬縫的。釬縫等溫凝固的機理：在加熱保溫過程中，間隙中的釬料熔化后，隨著母材的溶入和釬料中的低熔點組元或起降低釬料熔點作用的組元（降凝劑）的散失，間隙中液態(tài)合金的固相線溫度逐漸升高，當這種過程持續(xù)進行而使合金的固相線溫度升高到超過加熱溫度后，合金即發(fā)生等溫凝固。低熔點組元從釬縫中散失的方式：

向母材中擴散；往周圍介質(zhì)中蒸發(fā)；與母材形成高熔點金屬間化合物。以釬料組元向母材中擴散為基礎的擴散釬焊方法（為主）基本條件：在釬焊溫度下，母材對于釬料中的低熔點組元或降凝劑組元具有足夠?qū)挼墓倘荏w區(qū)域。釬焊過程分三個階段： 固相與液相之間有限的相互擴散——液相逐漸凝固——在固態(tài)下發(fā)生的均勻擴散過程。

擴散釬焊相對一般釬焊的優(yōu)點： 因需長時間加熱保溫，改善釬縫的結(jié)晶過程，可以保證得到平衡的釬縫組織，提高它的強度、塑性、抗腐蝕性以及重熔溫度等，消除在某些情況下釬縫結(jié)晶中可能出現(xiàn)的低熔組織或脆性相。避免了一般釬焊時，釬縫成分和組織的不均勻性問題

缺點：生產(chǎn)周期長，成本高4-8其它釬焊方法一蒸氣浴釬焊基本原理：利用液體的飽和蒸氣凝結(jié)時釋放出來的蒸發(fā)潛熱加熱焊件并熔化釬料來實現(xiàn)釬焊的對工作液體的要求：

加熱均勻，溫度精確可控，效率高二紅外線釬焊三光束釬焊四電子束釬焊五激光釬焊補充內(nèi)容

（電子封裝）電子封裝：從電路設計的完成開始，將裸芯片(Chip),陶瓷、金屬、有機物等物質(zhì)制造(封裝)成芯片、元件、板卡、電路板，最終組裝成電子產(chǎn)品的整個過程。印刷電路板組裝中的

微連接技術(shù)波峰釬焊

原理：借助釬料泵是熔融態(tài)釬料不斷垂直向上的朝狹長出口涌出，形成20-40㎜高的波峰。釬料以一定的速度和壓力作用于印制電路板上，充分滲入到待釬焊的器件引線和電路板之間，使之完全潤濕并進行釬焊。設備

環(huán)行聯(lián)動型常用于焊接通孔插裝方式的消費類產(chǎn)品的單面印制電路板組件；直線型（適用于“短插/一次焊接方式）適用于通孔插裝及表面安裝的各種類型的印制電路板組件的生產(chǎn)關(guān)鍵部件:

助焊劑發(fā)泡裝置、預熱器、波峰發(fā)生器