1.5　钎焊方法及设备

1-286　什么是火焰钎焊、感应钎焊、炉中钎焊？它们各有哪些特点？

火焰钎焊示意图如图1-26所示。火焰钎焊是利用可燃的气体吹以空气或纯氧点燃后的火焰进行加热，在钎焊过程中，要避免火焰直接加热钎剂和钎料。火焰钎焊应用的设备简单，通用性好，手工操作时生产效率低，要求操作技术高。火焰钎焊是一个局部加热过程，可能会引起应力变形。

感应钎焊是依靠工件在交流电的交变磁场中产生感应电流的电阻热来加热的钎焊方法。感应钎焊原理示意图如图1-27所示。感应钎焊加热速度快，生产率高，可局部加热，零件变形小，接头洁净，容易满足电子产品的要求。

1—变压器；2—整流器；3—振荡器；4—高频变压器；5—感应器；6—焊件

炉中钎焊是把装配好的加有钎料和钎剂的工件放入普通的工业电炉中加热至钎焊温度。其特点是炉中气氛可控，炉温容易控制准确、均匀，焊件整体加热变形量小，可同时焊多件、多缝，适用于大批量生产，成本低。同时，焊件尺寸受设备大小的限制。炉中钎焊工作示意图如图1-28和图1-29所示。

1-287　电阻钎焊和浸渍钎焊有什么异同？

电阻钎焊又称为接触钎焊，是利用电流通过工件或与工件接触的加热块所产生的电阻热，加热工件和熔化钎料的方法。钎焊时对钎焊处应施加一定的压力。电阻钎焊加热速度快，生产效率高，操作技术容易掌握。电阻钎焊示意图如图1-30（a）所示。

浸渍钎焊是把钎焊工件的局部或整体浸入盐混合物熔体或钎料熔体中，依靠这些液体介质的热量来实现钎焊过程。浸渍钎焊加热速度快，生产效率高。当设备能力大时，可同时进行多个零件、多条焊缝的连续钎焊生产，例如：制氧机铝制大型板换热器单件或非连续生产。浸渍钎焊如图1-30（b）所示。

1-288　手工气体火焰钎焊焊工和气焊工的操作相同吗？

不一样。气焊是利用气体火焰作为热源，使母材熔化（加焊丝或不填充焊丝）来达到连接目的的焊接方法。气焊属于熔焊，因此气焊在操作过程中，要求使母材与焊接材料熔化，形成焊接接头。手工气体火焰钎焊焊工在操作过程中，要严格控制加热温度，避免钎焊过程中造成母材熔化，只要加热到超过钎料熔化温度，而母材绝对不熔化就可以实现钎焊连接。当气焊工转为手工气体火焰钎焊工时，要十分注意这种操作上的不同特点。

1-289　气体火焰钎焊的特点有哪些？

气体火焰钎焊是利用可以燃烧的气体（简称可燃气，包括液体燃料的蒸气）加入空气或纯氧气，点燃后产生的火焰进行加热的一种钎焊方法。火焰钎焊的特点如下。

①火焰钎焊在空气中完成，不需要保护气体，通常需要使用钎剂。但在使用含磷钎料紫铜的场合，具有自钎剂的作用，因此即使不加钎剂，也可以取得很好的效果。

②火焰钎焊是广泛使用的方法，设备初期投资低，并且操作技术容易掌握，对钎焊工操作技能要求低。

③火焰钎焊是一种方便、灵活的工艺方法，也可以实现自动化的操作。

④火焰钎焊钎料的选择范围广，从低温的银基钎料到高温的镍和铜基钎料，都可以应用。丝状、片状、预成形或膏状形式的钎料都可以应用在火焰钎焊中，对每一种应用容易做出合适的选择。

1-290　火焰钎焊操作时应注意哪些要点？

火焰钎焊的操作通常是用手工填加丝状钎料，也可以在接头上预先安置钎料。钎剂在加热前便加在钎焊零件上，在加热过程中保护母材不被氧化。为了防止钎剂被火焰吹掉，可用水或酒精将钎剂调成糊状，钎焊操作时，应在接头间隙周围缓慢加热使钎剂中水分蒸发。此外，也可以在钎焊时把丝状钎料的加热端周期地浸入干钎剂中沾上钎剂，然后把钎剂带到加热的母材上。为了均匀加热母材，通常焊嘴与母材加热区的距离控制在70～80mm为宜。

1-291　火焰钎焊与一般气焊操作相同吗？

火焰钎焊与一般气焊的操作不同。气焊时往往由焊缝的一端开始，用火焰焰芯集中加热一点形成熔池，然后连续向前加热。火焰钎焊首先用火焰的外焰加热整个接头区，使之达到钎焊温度，然后从其一端继续向前加热，钎料迅速流入不断加热的接头间隙中。

1-292　火焰钎焊时，怎样使用黄铜钎料？

为了避免Zn的蒸发，钎焊时可用弱氧化焰。在钎料中加入少量的Si，钎焊时生成硼硅酸盐覆盖在表面，也可阻止Zn的蒸发。同时钎料中加入Sn可以改善流动性，加入Ni、Fe、Mn等可提高常温和高温强度。

1-293　采用BCu91PAg铜磷钎料气体火焰钎焊铜管和用焊锡电烙铁焊铜管有何不同？

BCu91PAg为含2％质量分数P的铜磷钎料。气体火焰钎焊和焊锡电烙铁焊两者都是钎焊，但还是有些差异。这是因为采用BCu91PAg钎料气体火焰钎焊焊接铜管时，钎料的熔点在684～710℃，钎焊温度一般要求在730～750℃。而采用焊锡电烙铁焊接铜管时，焊锡（Sn-Pb共晶钎料）的熔点温度在183℃，钎焊温度在225℃左右。加热温度的不同，是这两种方法有差异的根本原因。采用BCu91PAg钎料钎料气体火焰钎焊铜管，钎料的熔点高于450℃，属于硬钎焊，而采用焊锡电烙铁焊接铜管，钎料的熔点低于450℃，属于软钎焊。

1-294　气体火焰钎焊应用范围有哪些？

气体火焰钎焊的应用范围如下。

①适用于钎焊那些受焊件形状、尺寸及设备等的限制而不能用其他方法钎焊的焊件。

②空调制冷和压缩机工业中，管子被连接到压缩机壳体上既可以采用手工钎焊也可以采用半自动的带有火焰钎焊设备的转位工作台完成钎焊。

③可焊接钢、不锈钢、硬质合金、铸铁、铜、银、铝等及其合金。

④常用钎料有铜锌、铜磷、银基、铝基、锌铝钎料。

1-295　火焰钎焊时，加热不均匀对钎料的润湿性有什么影响？

在火焰钎焊中，尤其是在铜管套接钎焊的情况下，加热不均匀是经常出现的现象。靠近火焰的一侧，温度容易升高，而另一侧温度就低。当这种加热不均的现象出现时，温度高的一侧钎料先熔化，并润湿、填缝，而温度低的一侧钎料还没有熔化，或是处于液、固混合的状态，显然此时钎料的润湿性是不好的。当这一侧的钎料达到正常润湿时，温度高的那一侧就会出现钎料的流失、填缝不均和铜管接头熔蚀的缺陷。

1-296　气体火焰钎焊焊前清理包括哪些内容？

焊前要清除焊件表面及接合处的油污、氧化物、飞边及其杂物，保证铜管端部及接合面的清洁与干燥，另外还需要保证钎料的清洁与干燥。

焊件表面的油污可用丙酮、酒精、汽油或三氯乙烯等有机溶液清洗，此外热的碱溶液除油污也可以得到很好的效果，对于小型复杂或大批零件可用超声波清洗。

表面氧化物及飞边可用化学浸湿方法，然后在水中冲洗干净并干燥。

对于铜管，必须用去飞边机去除两端面飞边，然后用压缩空气对铜管进行吹扫，吹干净铜屑。

1-297　气体火焰钎焊焊前清洁度检验包括哪些内容？

一般的焊件在焊前已有专门的清洁工序（如酸洗），但仍有可能因处理工序不佳或储存方式不正确而使焊件表面留有油污或水分，因此在接头装配和焊接前仍需要以目视和触摸的方式检验焊件表面的清洁度和干燥度，若发现焊件不干净、潮湿或被氧化，应挑出来重新处理方可焊接。另外，焊料被污染应放弃使用或清洗后再使用。

1-298　气体火焰钎焊操作流程包括哪些内容？

气体火焰钎焊是利用可燃气体与氧气混合燃烧的火焰进行加热的一种钎焊方法。一般情况下，气体火焰钎焊的操作流程如下：

1-299　气体火焰钎焊时，接头安装需要注意什么？

钎焊的接头形式有对接、搭接、T形接、卷边拉及套接等方式，制冷系统所采用的均为套接方式，不得采用其他接头方式。这里以铜管的套接为例来说明接头安装检验，铜管与法兰的套接与此相同。

（1）钎焊间隙

钎焊接头的安装须保证合适均匀的钎缝间隙，针对所使用的铜磷钎料，要求钎缝间隙（单边）在0.05～0.10mm。钎缝间隙不均匀会妨碍液态钎料在钎缝中的均匀铺展，从而影响钎焊质量。间隙过大会破坏毛细作用而影响钎料在钎缝中的均匀铺展。另外，过大的间隙也会在受压或振动下引起焊缝破裂和出现半堵或焊堵现象；间隙过小会妨碍液态钎料的流入，钎料不能充满整个钎缝，使接头强度下降。

（2）套接长度

对于套接形式的钎焊接头，选择合适的套接长度是相当重要的。一般铜管的套接长度在5～15mm（壁厚大于0.6mm直径大于8mm的管，其套接长度不应小于8mm），毛细管的套接长度在10～15mm。若套接管长度过短易使接头强度（主要指疲劳特性和低温性能）不够，更重要的是易出现焊堵现象。

（3）钎焊接头检验

接头安装完毕后，应检验钎焊接头是否变形、破损及套接长度是否合适，如图1-31所示的不良接头须力求避免，若出现不良接头应拆除重新安装后方可焊接。

1-300　气体火焰钎焊时，对充氮保护有何要求？

接头安装经检查正常后开启充氮阀进行充氮保护，以防止铜管内壁受热而被空气氧化，焊前的充氮时间应依据具体工序的作业指导书要求，为保证焊前和焊接后有充足的氮气保护，对充氮要求见表1-33。一般来说。预充式（短时置换）停留的时间为3～5s就需快速焊接。

1-301　气体火焰钎焊时，冷却方法有几种？

气体火焰钎焊时，冷却方法有以下几种。

①浸入式冷却。将需要冷却的部件完全浸没在水中进行钎焊的作业方法。

②喷淋式冷却。向需要冷却的部件连续地淋水进行钎焊的作业方法。

③湿布式冷却。用含水的湿布包裹需要冷却的部件进行钎焊的作业方法。

④非接触式冷却。通过连续水流冷却工装外壁来冷却部件进行钎焊的作业方法。

1-302　气体火焰钎焊时，冷却方法的选择原则是什么？

气体火焰钎焊时，冷却方法的选择原则如下。

①确保冷却部件充分冷却，在钎焊的过程中，部件的非耐热部分最高温度不超过120℃。

②便于操作，不影响钎焊质量和工作效率。

③为了防止钎焊余热使非耐热部分的温度上升，钎焊完成后，必须将钎焊部件浸入水中或淋水进行冷却，使温度降至室温。

1-303　气体火焰钎焊时，焊接气体由哪几部分组成？

焊接气体由助燃气体（氧气）和可燃气体两部分组成，可燃气体主要包括天然气、丙烷（C3H8）、液化石油气、丙烯（C3H6）、乙炔气、某些专利混合气等。其中液化石油气LPG是优良的气体燃料，它主要成分是丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）、少量的丙烯（C30H6）和丁烯（C4H8）等碳氢化合物。

这些气体与纯氧和空气混合都可以燃烧，相对空气而言，氧-燃气混合燃烧可以获得最高的热量。手工火焰钎焊最适用的气体是氧气和丙烷、氧气与乙炔气。制冷行业可以采用氧气和液化石油气，需要提高钎焊速度和生产效率时，可以通过设计大热负荷的喷嘴，选择大号的焊炬来解决。此外为了增加液态钎料润湿性及防止铜管外表被氧化，在O2-LPG混合气体中加入了气体助焊剂（其主要成分为硼酸三甲酯，要求含量为55％～65％），三种气体混合物燃烧温度可达2400℃。

1-304　氧气O2-LPG气体火焰钎焊时，火焰有哪几种？

随着氧气与可燃气比例的变化，火焰的特性和效果也是不同的。O2-LPG气体火焰可根据氧气与LPG的混合比不同，有三种不同性质的火焰：氧化焰、中性焰和还原焰（亦叫碳化焰）。

如图1-32所示。当O2与LPG的体积比为3.5时为中性焰，小于3.5时为还原焰，大于3.5时则为氧化焰。

1-305　氧气O2-LPG气体火焰钎焊时，如何调节各种火焰？

首先打开LPG气阀，点火调节氧气阀调出明显的碳化焰后，再缓慢调大氧气阀直到白色外焰距蓝色2～4mm，此时外焰轮廓已模糊，即内焰与焰心将重合，此时的火焰为中性焰，再调大氧气则变为氧化焰，氧化焰的焰心呈白色，其长度随氧气量增大而变短。焊接铜管时应使用中性焰，尽量避免用氧化焰和碳化焰。气体助焊剂流量大小则需调到外焰呈亮绿色，另外也可依据焊后铜管的颜色来调节气体助焊剂。当焊后铜管有变黑的倾向时，则应调大气体助焊剂的流量，直到焊后铜管呈紫色为止。氧气与LPG工作时的压力选择见表1-34。

1-306　气体火焰钎焊时，如何选择焊炬及喷嘴？

焊炬在实际选用中，应考虑工件的大小和壁厚。也就是说，必须根据工件的直径和壁厚，综合选择焊炬，如表1-35所示。

各种火焰钎焊的喷嘴根据焊炬尺寸、被加热的工件尺寸和选择的燃气来确定。乙炔或氢气使用的喷嘴口是平的；用于丙烷或液化石油气的喷嘴，在喷嘴口上有一个凹面，以防止侧向风吹灭火焰，如表1-36所示。使用通用焊炬进行钎焊时，最好选用多孔喷嘴（通常叫梅花嘴），此时得到的火焰比较分散，温度比较适当，有利于保证均匀加热。

1-307　气体火焰钎焊时，通常有哪三种施焊方式？

针对现有的情况，气体火焰钎焊时有三种施焊方式：竖直焊、水平焊、倒立焊，如图1-33所示。三种施焊方式中，加热时焊嘴距焊件20～40mm范围内，管径大且管壁厚时，加热应近些。为保证接头均匀加热，焊接时使火焰沿铜管长度方向移动，保证杯形口和附近10mm范围内均匀受热。但倒立焊时，下端不宜加热过多，若下端铜管温度太高，则会因重力和铺展作用使液态钎料向下流失。

1-308　气体火焰钎焊过程中，应注意哪些关键点？

气体火焰钎焊过程中，注意的关键点如下。

①管径较大时应选用大号的焊嘴，反之则用小号的焊嘴。

②毛细管焊接时应尽可能避免直接对毛细管加热。

③管壁厚度不同时应着重对厚壁加热。

④螺纹管钎焊时，加热和保温时间比光铜管的时间要短些，以防钎料流失。

⑤先加热插入接头中的铜管，使热量传导至接头内部。

1-309　气体火焰钎焊过程中，钎料加入时应注意哪些要点？

气体火焰钎焊过程中，钎料加入时应注意的要点如下。

（1）钎料加入方法

当铜管和杯形口被加热到焊接温度时呈暗红色，需从火焰的另一侧加入钎料，如果钎焊黄铜和紫铜，则需先加热钎料，焊前涂覆钎剂后方可焊接。钎料从火焰的另一侧加入，有三方面的考虑。

①防止钎料直接受火焰加热而因温度过高使钎料中的磷被蒸发掉，影响焊接质量。

②可检测接头部分是否均匀达到焊接温度。

③钎料从低温侧向高温润湿铺展，低温处钎料填缝速度慢，所以让钎料在低温处先熔化、先填缝，而高温侧填缝时间要短些，这样可使钎料不至于在低温处填缝不充分而高温侧填缝过度而流失，也就是使钎料能均匀填缝。焊接时，可能出现焊料成球状滚落到接合处而不附着于工件表面的现象，可能的原因是被焊金属未达到焊接温度而焊料已熔化或被焊金属不清洁。

（2）钎料的用量

以铜磷钎料（ф2mm×500mm）为例，在合理的间隙条件下，通过实际测量，与铜管直径相对应的钎料用量标准见表1-37。当观察到钎料熔化后，应将火焰稍稍离开工件，焊嘴离焊件40～60mm范围，等钎料填满间隙后，焊炬慢慢移开接头，继续加入少量钎料后再移开钎炬。

1-310　气体火焰钎焊铜管后，焊后处理需要注意什么？

焊后应清除焊件表面的杂物，特别是黄铜与紫铜焊接后应用清水清洗或砂纸打磨焊件表面，以防止表面被腐蚀而产生铜绿，自动焊接时应用最后一排枪喷出气体助焊剂，使铜管在此氛围中冷却，防止高温的铜管在冷却过程中被氧化。同时，还需要注意以下问题。

①目视检查钎焊部位，不应有气孔、夹渣、未焊透、搭接未熔合等缺陷。

②去除表面的焊剂和氧化膜。

③用水冷却的部件，必须用气枪吹干水分。

④按规定位置摆放所有部件，避免碰伤、损坏。

1-311　气体火焰钎焊，焊后泄漏检验一般有哪几种方法？

气体火焰钎焊后，焊后泄漏检验一般有如下几种。

（1）压力检漏

给焊后的热交换器充0.5MPa以上的N2或干燥空气，然后对钎焊接头喷洒中性洗涤剂，观察10s内有无气泡产生，若有气泡产生则判为泄漏，需补焊或重焊。此方法检验精度较低。

（2）卤素检漏

此方法用于充冷媒后的热交换器检漏。将卤素检漏仪的精度选择为2g/年，用探针沿各焊接接头移动（探针离工件应保持在1～2mm以内，移动速度为20～50mm/s），若制冷剂泄漏速度大于2g/年，则检漏仪将自动报警。此方法较压力检漏精度高，但受人为因素影响较大。

（3）真空箱氦质谱检漏

向热交换器中充入一定压力的氦气，然后将其放入真空箱，并对真空箱抽真空至20Pa，此时通过探测仪检验真空箱中是否有热交换器泄漏出的氦气。此方法比卤素检漏精度更高，但它仅能检验热交换器是否有泄漏，而不能检查出具体的泄漏位置。

1-312　为什么被钎焊工件要经焊前表面处理后方可施焊？

被钎焊工件的表面存在各种污物，过厚的氧化膜和机械加工时带来的油污，这些都会给钎焊带来不利的影响。以铜和黄铜为例，其处理方法见表1-38。先去除油污与污物，再去除过厚的氧化膜。

1-313　钎焊后的钎焊工件为什么要进行清洗？

钎焊后，在钎焊接头处会留下一些钎剂残留物，这种残留物具有一定腐蚀性。没有经过清洗的工件在使用过程中，因为钎剂残渣的腐蚀作用，使用寿命会变短。因此钎焊后应用沾有热水的抹布或10％（质量分数）柠檬酸溶液将接头擦洗干净。

1-314　气体火焰钎焊时使用的燃气有哪几种？

气体火焰钎焊时使用的气体有两种：可燃气和助燃气。可燃气有许多种，如乙炔、液化石油气、丙烷、丁烷、氢气、天然气、煤油蒸气、汽油蒸气及其他混合气体。助燃气一般用高纯氧气，也有用压缩空气的，燃气借与氧气或压缩空气混合燃烧的火焰对焊件进行加热钎焊。

1-315　乙炔气的特点是什么？

在气体火焰钎焊过程中，最常用的可燃气是乙炔，乙炔是无色、无味、易燃的气体，微溶于水，易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。乙炔是碳化钙（俗称电石）和水作用时生成的未饱和的碳氢化合物C2H2，在常温常压下乙炔因含有杂质（硫化氢和磷化氢），故有刺鼻的气味。高于-82.4℃时为气体，在低于-83.6℃为液体。在低于-85℃时成为固体。常温常压下，1L丙酮能溶解23L乙炔。当没有吸收在丙酮中时，乙炔是不稳定的，即使在没有氧的情况下，在780℃的温度或在207kPa的压力下也能够爆炸。乙炔在空气中也能燃烧，但温度不高，不能达到气体火焰钎焊时的要求。

一般用专门设计的乙炔瓶（内装含丙酮的多孔材料）输送和储存乙炔可燃气，使用前经减压阀降压后才能使用。耗量大时可采用乙炔发生器产生乙炔经管路输送到焊炬使用。

1-316　液化石油气的生产过程和物理性质如何？

在气体火焰钎焊过程中，液化石油气生产过程和物理性质见表1-39。液化石油气以丁烯、丁烷、丙烯为主要成分，对工作温度在900℃以下的钎焊来讲，液化石油气温度适中、价格低廉、安全性高，已越来越多的使用在钎焊生产中。液化石油气一般采用液化石油气瓶储存，民用的气瓶储存量多为10kg，工业上常用的气瓶储存量为20kg或30kg。

1-317　丙烷的生产过程和物理性质如何？

在气体火焰钎焊过程中，尽管没有像乙炔那么普遍，但因为其安全性和经济性，丙烷仍是被大量使用。丙烷的生产过程和物理性质见表1-40。

1-318　可供火焰钎焊使用的各种可燃气体有哪些特性？

用于火焰钎焊的可燃气体主要有乙炔、丙烷、液化石油气等，可以采用的一些燃气的基本特征见表1-41。

1-319　助燃氧气是怎样进行分类的？

助燃氧气的分类见表1-42。

1-320　助燃氧气有哪些基本性质？

以初始压力低于18MPa的压缩气体装在标准钢瓶内供应和储存，经减压后方能使用。当用气量较大时，可采用氧气瓶组或低温储存罐的液态氧，经管道将气体送到使用处。氧气在常温和标准大气压下是无色、无味的气体，密度为1.43kg/m3。在大气压下温度下降到-182.96℃时，由气态变为蓝色液态，在-218.4℃时就凝结成天蓝色的固态。氧气本身不燃烧，但它是一种极为活泼的助燃气体。高压氧气与易燃品接触会发生强烈燃烧以致引起爆炸。因此凡和高压氧气接触的一切设备、工具切不可污染上油脂等易燃品。

1-321　要保证钎焊质量，钎炬应具备哪些条件？

气体火焰钎焊接头质量的好坏，在很大程度上取决于钎炬性能和质量的好坏，要得到满意的钎焊质量，钎炬必须具备以下条件。

①能使乙炔气和氧气按比例混合，而且在气体火焰钎焊过程中能保持气体混合比例不变。

②混合后的气体喷出的速度等于其燃烧的速度。

③燃烧的火焰有较小的体积和便于施焊的形状。

④钎炬的每个连接部位具有良好的气密性，保证不漏气。

⑤钎炬应配有一套不同规格的焊嘴，以适应各种规格和形状的钎焊工件。

⑥钎炬必须采用耐高温和耐腐蚀的黄铜和纯铜制造。

1-322　空调冰箱和压缩机工业中的制冷管路在钎焊时，常采用哪几种钎炬？

空调冰箱和压缩机工业在钎焊制冷系统管路时，一般采用的钎炬有单喷嘴钎炬、双喷嘴钎炬和多喷嘴钎炬。主要选用H01-6（6A）射吸式钎炬喷嘴。用1号或2号喷嘴为佳。单喷嘴钎炬的外形如图1-34所示。

1-323　气体火焰钎焊后，对钎焊的质量有何要求？

气体火焰钎焊后，对钎焊的质量要求如下。

①焊缝接头表面光亮，填缝充分饱满，填角均匀，光滑圆弧过度。

②接头无过烧、表面严重氧化、焊缝粗糙、焊蚀等缺陷。

③焊缝无气孔、夹渣、裂纹、焊瘤、漏气及管口堵塞等现象。

④部件焊接成整体后，进行气密试验时，焊缝处不准有制冷剂泄漏。

1-324　空调冰箱和压缩机工业中的制冷管路在钎焊时，怎样采用单喷嘴钎炬加热、填料？

①必须采用距焰芯间距15～25mm处（大约一手指节长）的外焰取加热接头区，如图1-35（a）所示。

②待焊工件加热到500～600℃时，将钎料端部烧热并蘸取适量的钎剂，再将钎料丝与高温管接头区接触，待钎剂熔化并呈透明状时，立即把钎料丝贴住高温接头区（但钎料不得直接置于火焰中），使钎料熔化并渗入接头间隙中，如图1-35（b）所示。

③气体火焰钎焊过程中，基体金属不能加热过高温度以防熔化。

④气体火焰钎焊结束时，应从套管上方移走火焰。

⑤钎料未完全凝固之前，不要碰动接头。

⑥用铜磷钎料钎焊纯铜时，可不添加钎剂。

1-325　单喷嘴钎炬气体火焰钎焊制冷系统管路时，为什么要用外焰钎焊？

气体火焰的外焰温度（中性焰的外焰温度为1200～2500℃）适合于钎焊，中性火焰焰心的温度较低，为800～1200℃，不适合钎焊；而内焰的温度为2800～3200℃，适合于气焊，不适合钎焊。因此在火焰钎焊时，应采用外焰加热。

1-326　单喷嘴钎炬气体火焰钎焊制冷系统管路时，采用外焰钎焊应注意哪些问题？

在采用外焰钎焊时，火焰应沿管子轴线作均匀移动，火焰绕轴线作适当的摆动，使接头区加热均匀。用外焰加热时，火焰应避免接触一些重要的部件和容易熔化的非钎焊部件，如毛细管、电源线和一些塑料件等。

1-327　双喷嘴钎炬的外形特征如何？

通常情况下，可根据零件钎焊时的实际情况，选用喷嘴钳口形状不同的双喷嘴钎炬，其形状如图1-36所示。

1-328　空调冰箱和压缩机工业中的制冷管路在钎焊时，怎样采用双喷嘴钎炬加热、填料？

①管接头外直径≤8mm时，双喷嘴端部间距应调节到18～20mm。

②不能用内焰直接加热。

③开始加热时，钎炬处于图1-36中位置1。

④焊件加热到500～600℃时，将钎料端部烧热并蘸取适量钎剂与高温管接头区接触，待钎剂熔化并呈透明状时，立即把钎料丝贴住高温管接头区（但钎料不得直接置于火焰中），使钎料熔化。

⑤当钎料熔化后，立即把钎炬移到图1-36中位置2和3。

⑥钎焊过程中，基体金属不能加热过高温度以防熔化。

⑦钎焊结束时，应从套管上方移走火焰。

⑧钎焊完全凝固之前，不要碰动接头。

⑨用铜磷钎料钎焊纯铜时，可不加钎剂。

1-329　双喷嘴钎炬气体火焰钎焊压缩机工业中的制冷管路时，为什么不能用内焰和焰心直接加热？

气体火焰钎焊时，中性火焰的内焰温度通常在2800～3200℃，由于这个范围内的温度过高，所以仅适合于气焊，而不适用于钎焊；中性火焰焰心的温度比较低，为800～1200℃，也不适合钎焊；适合钎焊的温度应为1200～2500℃，而中性焰的外焰温度正好处于这个温度范围，所以适合钎焊；因此在双喷嘴焊炬气体火焰钎焊制冷系统管路时，应采用外焰加热，而不宜采用内焰和焰心直接进行加热。

1-330　自制专用双喷嘴钎炬有哪些好处？

根据接头形状和装配位置的特殊要求，也可以自制专用双喷嘴钎炬，这样做效果也很好。采用双喷嘴焊炬钎焊制冷系统管接头时，接头前后左右同时加热，因此受热均匀。与单喷嘴焊炬相比，达到相同钎焊温度时，加热时间可缩短，且工件加热均匀，因此能提高工作效率，并能防止基体金属局部过热。

1-331　中性焰的特点是什么？

氧气与乙炔混合比为1～1.2时，火焰呈中性焰。此时，乙炔可充分燃烧，燃烧后的气体中没有过剩的乙炔和氧存在。中性焰可以清楚地分成焰心、内焰和外焰。焰心呈光亮蓝白色圆锥形，轮廓清楚，焰心虽然亮度很大，温度却不是很高，可达800～1200℃。内焰呈蓝白色，有深蓝色线条。焰心前2～4mm处温度最高，可达3050～3150℃，在内焰区域主要以一氧化碳和氢气为主，对许多金属的氧化物还有还原作用。外焰和内焰没有明显的界限，只从颜色上可以略加区别，外焰的颜色从里往外由淡紫色变成橙黄色。外焰温度较低，在1200～2500℃，且具有氧化性。氧乙炔中性焰的内部温度分布如图1-37所示。

1-332　碳化焰的特点是什么？

氧气与乙炔混合比小于1，由于外焰的气体中有部分过剩的乙炔，并有少量的游离碳和氢，具有还原性，所以又称为还原焰，它也是由焰心、内焰和外焰组成。碳化焰的焰心较长，呈蓝白色，内焰呈淡蓝色，其长度与碳化焰内的乙炔含量有关。乙炔过剩量较多时，内焰就较长，乙炔过剩量很大时，火焰开始冒黑烟。外焰呈橘红色，三层火焰之间没有明显的轮廓。火焰温度高达2700～3000℃。

1-333　氧化焰的特点是什么？

氧气与乙炔混合比大于1:2时，火焰中有过剩的氧气。它由短而尖的紫蓝色焰心和较短的蓝紫色外焰组成，由于氧化焰在燃烧过程中氧的浓度极大，氧化反应进行激烈，所以焰心和外焰都缩短。火焰挺直，燃烧时发出急剧的“嘶嘶”声，氧的比例越大，则整个火焰越短，噪声也越大。氧化焰的最高温度可达3300℃，由于氧气的供应量较多，所以整个火焰具有氧化性。

1-334　三种气体火焰的形状特征及最高温度各怎样？

三种气体火焰的形状特征如图1-38所示，气体火焰钎焊用火焰最高温度对比见表1-43。

1-335　钎焊时，怎样调节氧乙炔火焰？

点火时，先微开氧气阀门，再打开乙炔阀门，随后点燃火焰。这时的火焰是碳化焰。然后，逐渐开大氧气阀门，增加氧气，直到内焰与外焰没有明显的界限即为中性焰；将碳化焰调整成中性焰。同时，按需要把火焰大小调整合适。如果再增加氧气或减少乙炔，得到的是氧化焰。灭火时，应先关乙炔阀门，后关氧气阀门。

火焰功率的大小，主要由氧-乙炔混合气体的流量决定。流量的粗调靠更换焊嘴，而焊嘴的选择，是由工件的厚度、母材的熔点和导热性能等因素来决定的。细调则靠调节气体的开关阀。

1-336　什么是自动火焰钎焊？

自动火焰钎焊又称排枪焊，常采用多喷嘴火焰或火焰隧道加热方式，通过工件直线传动或工作台回转方式实现装配定位、预热、加热、输送钎料钎剂、冷却、拆卸等工序的转换。根据需要，可设置多个预热、加热工位，对工件进行分段加热，为确保接头区域温度均匀，应合理配置各个工位上焊炬及工件加热位置。必要时，可采用焊炬摆动或工件转动方式实现对钎焊接头的均匀加热。

1-337　自动化火焰钎焊设备应考虑哪些因素？自动化火焰钎焊设备的机械系统的作用是什么？

自动化火焰钎焊设备机由机械系统、自动控制系统以及焊接系统三部分组成。不管使用哪种设备，自动化的火焰钎焊设备必须考虑如下因素。

①工件的组装和加载。

②预置钎料和钎剂。

③加热方式。

④钎焊件的冷却和卸载。

机械系统主要包括分度机构、工件夹具、加热装置、送料装置等，见表1-44。

控制系统以PLC为中心，配有彩色人机界面，实现焊接过程的自动控制与跟踪。控制系统具体实现转盘分度控制，氧气和燃气比例阀开启度控制，焊炬摆动控制，钎料送进控制，检测报警控制等。

自动化火焰钎焊设备采用氧气-燃气（丙烷或液化石油气）系统实现火焰钎焊，因此，焊接系统即包括氧气、燃气两路气路系统，每路系统均设有压力开关、流量/压力控制器、比例阀、传感器等。

焊接系统设有液体钎剂供给系统，可通过气体火焰施加钎剂，效果良好，同时省去了涂钎剂工序。

1-338　自动化火焰钎焊应用在哪些行业？

无霜冰箱上的蒸发器，空调器上的蒸发器和冷凝器，大多为铜管与铝翅片构成的翅片式结构，结构上的大、小U形铜弯管的连接，绝大多数采用套上预制钎料环，用自动化火焰钎焊机完成钎焊。自动化火焰钎焊机的可燃气，可以采用乙炔气，也可以采用液化石油气或丙烷气体，以丙烷气体最佳。同时通过燃气带入硼酸三甲酯为钎缝保护剂以防氧化并使外观得到改善。

1-339　为什么要彻底地清理钎焊工件表面？

如果钎焊工件金属表面被某些不知成分的物质污染，钎焊时会产生附加烟气，并有可能破坏钎剂的正常使用，导致金属氧化、过热或进一步冒烟。因此要彻底地清理钎焊工件的表面。

1-340　钎焊时，为什么要对钎焊工件均匀加热，防止局部过热？

加热钎焊工件要均匀，如果在局部强烈加热，会把钎剂烧焦或使钎剂失去活性，并增加烟气的产生，尽量不要用火焰直接烧熔钎料，否则会引起过热和冒烟。因此要对钎焊工件均匀加热，防止局部过热。

1-341　电加热钎焊包括哪几种钎焊方法？

电加热钎焊的热源是由电通过发热元件产生热量，以进行钎焊的一种加工方法。通常可将其分为感应钎焊、炉中钎焊、电阻钎焊及电弧钎焊等。

1-342　什么是感应钎焊？

感应钎焊是通过感应电流加热的，感应电流流过工件时的电阻热是主要电源，有时被称作I2R损耗。如果部件是一个电导体，被放置在有快速变化的交变电流流动的感应线圈的电磁场中时，电阻热将发生在每个部件上。感应钎焊时，零件的待钎焊部分被放置于交变磁场中，这部分母材的加热是通过它在交变磁场中产生的感应电流的电阻热来实现的。由于热量由工件本身产生，因此加热迅速。感应钎焊实际过程如图1-39所示。

1-343　感应钎焊有哪些优点和缺点？

感应钎焊的优点如下。

①选择感应电流作为热源，充分利用局部加热的方式对工件进行加热。通常可以减少构件的性能变化，例如在连接高强度部件时，材料在回火或退火下强度的损失。选择这种加热方式通常还可以减少工件变形，消除可能发生的对接头周围工件的烧损。

②精确的加热控制，精确稳定的工艺循环，提供了外观平整、光滑、均匀的接头。感应钎焊生产的接头工艺一致性强，加热造成的合金损耗最小。当不同的接头被紧密的靠在一起时，正是由于该方法有精确的热量控制和集中加热能力，所以能够使用递减钎焊温度的钎料进行顺序钎焊。

③加热速度快，因为正常的感应加热循环加热速度快，变色轻并避免结垢，一般来说允许在空气中加热。

④在需要时，感应器和控制箱可采用柔性连接，满足在工件移动的过程中钎焊接头。感应钎焊可应用在生产线上，允许在组装装配线上布置设备，如果需要可以遥控控制。自动或半自动生产线以预置钎料的方式进行，可以节省技术工人。

⑤使用感应钎焊可减少和简化夹持工装。感应钎焊的加热范围小，增加了所用工装的寿命，保持了被连接部件的尺寸精度。

⑥产量不高时，如果有现成的感应发生器，用铜管制成的简单的感应器也可以很经济地完成感应钎焊操作。

感应钎焊的缺点如下。

①配套系统复杂。

②部件的装配难度大。

③设备的初装费用高。

④需要专门知识。

1-344　感应钎焊有哪些方面的应用？

感应钎焊时，可使用箔状、丝状、粉状和膏状钎料，安置的钎料不宜形成封闭环，可采用钎剂和气体介质去膜。感应钎焊广泛用于钎焊钢、铜和铜合金、不锈钢、高温合金等具有对称形状的焊件，特别适用于管件套接、管和法兰、轴和轴套之类的工业产品等接头。对于铝合金的硬钎焊，也可以采用感应钎焊，但是温度控制要求比较高，温度不易控制。

1-345　感应钎焊的应用有何特点？

①钎料需要预置，一般须用钎剂，否则应在保护气体或真空中钎焊。

②因加热时间短，容易采用熔化温度范围小的钎料。

③适用于除铝、镁外的各种材料及异种材料的钎焊。特别适用于焊接形状对称的管接头、法兰接头等。

④钎焊异种材料时，应考虑不同磁性及膨胀系数的影响。

⑤常用的钎料有银基、铜基。

1-346　感应钎焊设备主要有哪些？

良好的感应加热设备可以对所加工的接头部件提供恰好合适的热量。感应钎焊设备主要由两部分组成，即交流电源和感应线圈，此外还有夹持和定位零件所需要的辅助夹具。

1-347　感应钎焊时，感应线圈安放方式有几种？

感应钎焊可在空气中、保护气氛中和真空中进行。采用钎剂介质去膜时，可使用液态和膏状的钎剂。采用气体介质去膜时，焊件需置于容器中。感应线圈的安放方式有两种：一种是置于容器外，靠感应器来加热焊件，此时容器材料应是导体；另一种方式是感应线圈置于容器内，焊件靠感应线圈直接加热，这时往往可以使用玻璃容器，以利于观察钎焊过程的进行。

1-348　如何设计感应钎焊的加热线圈？

在生产中，为感应钎焊特定接头而设计的感应线圈，尤其是对形状复杂接头的线圈设计，是采用经验和实验的方法完成的，基本的线圈设计和一些导向性的原则也是必不可少的。

感应线圈通常采用直径为4.75～9.52mm的圆的或扁的铜管制成。线圈也可以是方的或特殊的矩形界面，取决于将要被钎焊的工件的外形，线圈中电流的流动以及水冷要求。实际上，感应线圈是为每一种特殊应用设计的。当必须钎焊截面大小不一的部件时，可以通过合并各种基本设计形式来调节加热方式。

1-349　感应发生器有哪些？

常用的三种感应发生器是：电动机、固态装置单元和摆管发生器。固态装置单元的频率范围在10Hz以下，一般用于代替电动机单元。具有几百千瓦功率的固态单元输出频率可以达到50Hz，能够产生100～200kHz的产品最近已被研制出。

使用在感应钎焊领域的摆管发生器工作频率在150～450kHz，功率水平可以达到200kW，特殊要求时可以更高。

感应发生器的规格取决于将要连接部件的尺寸和质量。感应线圈的形式如图1-40所示。

1-350　感应发生器的尺寸确定需要考虑哪些因素？

一般地，给定应用所要求的最小规格感应发生器最好通过实验确定。初步的估算可以考虑以下因素。

①将要连接的部件所吸收的功率。

②工件上辐射的功率。

③所要求的生产速度，假设线圈设计和发生器与工作负载之间的耦合良好。

1-351　感应钎焊分为哪几类？各有什么特点？

感应钎焊可分为手工、半自动和自动三种方式。手工感应钎焊时，焊件的装卸，钎焊过程的实施和调节都靠手工操作。这种方式只适用于简单焊件的小批量生产，其生产效率低，对工人的技术水平要求高，但它具有较大的灵活性。例如，当钎焊设备技术规格不合适而又需钎焊厚件时，有时可借断续通电加热来解决。半自动感应钎焊焊件的装卸和通电加热仍靠人来操作，但钎焊过程的断电结束是借助于时间继电器或光电控制器自动控制。自动感应钎焊使用的感应线圈是盘式或隧道式。工作时感应线圈一直通电，利用传送带或转盘把焊件连续送入感应线圈中。焊件所需的加热是靠调整传送机构的运动速度控制焊件在感应线圈中的时间来保证。这种方式的生产率高，主要用于小件的大批量生产。

1-352　感应钎焊所用的钎料有哪些基本要求？

感应钎焊所用钎料的基本要求如下。

①能够润湿并合金化将要连接的表面。

②熔点低于被连接材料部件的熔点。

③靠毛细管作用，适当的流动性可以使钎料填满缝隙。

④接头具有合适的强度、导电性、耐腐蚀性，满足应用的机械、电气化学特点。

1-353　感应钎焊一般使用哪些钎剂？

含有氟的盐和碱，有时还含有钾的钎剂，尤其是使用银钎料时，一般可以用在感应钎焊上，这些钎剂通常以膏状形式使用，用刷子或用自动处理设备喷洒在工件上。温度在593℃时钎剂变成流体并具有活性，分解残余的氧化物，保护将要连接的金属表面，这些钎剂也促进了润湿性和钎料在熔点以上的流动性。许多市场上获得的适合感应钎焊的钎剂是专利产品。

1-354　感应钎焊接头设计有哪些注意事项？

感应钎焊接头设计的注意事项如下。

①加热方式。

②预置钎料的方式。

③装配部件的间隙。

④将要连接材料的膨胀系数和电特性。

存在应力集中，较高的残余应力或在不同材料中收缩量不同的接头，当接头部件的强度超过钎料的强度或接头部件材料的热膨胀系数不同时是危险的。

1-355　感应钎焊接头间隙如何确定？

接头间隙0.038～0.051mm通常使用在银基钎料、同类材料感应钎焊的部件间。如果使用不同的加热或不同的材料，将要钎焊的部件会以不同的速度进行膨胀，钎焊前要设计由于不同的膨胀而预留的间隙，以保证在加热到钎焊温度时能有合适的接头间隙。

1-356　正确设计和选用感应圈的基本原则是什么？

保证焊接加热迅速、均匀及效率高。通常感应圈均用纯铜管制成，工作时管内通水冷却，管壁厚度应小于电流渗透深度，一般为1～1.5mm。感应圈与焊件之间应保持间隙以免短路，但为了提高加热效率，应尽量减少感应圈匝间及与焊件的间隙。感应钎焊时往往需要一些辅助工具来夹持和定位焊件，在设计夹具时应注意的是，与感应圈邻近的夹具零件不应使用金属，以免被感应加热。

1-357　炉中钎焊有哪些种类？

按炉中钎焊过程中焊件所处的气氛不同，可分为空气炉中钎焊、保护气氛体炉中钎焊（又可分为中性气氛和活性气氛两种）及真空炉中钎焊。只要能在钎焊前把钎料置于接头上，并在钎焊过程中保持钎料位置不变，炉中钎焊就是可行的。

为了防止钢组件在钎焊和冷却（冷却是在钎焊炉的冷却室中进行）过程中氧化和脱碳，炉中钎焊要求采用适当气氛。在通常不用钎剂的情况下，适当的钎焊气氛能促进熔融态钎料适当润湿接头表面。

1-358　炉中钎焊有哪几道工序？

炉中钎焊有四道工序：清理工件、组装和夹持、钎焊、冷却。

（1）清理工件

该工序通常限于去除机械加工时工件表面油类。比较好的方法是碱洗、溶剂清洗和蒸汽去油。使用碱洗后，很重要的一点是，在钎焊件进炉前要去除工件上的碱性化合物。为了去除含铅的拉拔用有色乳剂，一般要用机械清洗方法，如干喷砂或磨料浆湿喷砂。若未完全清除含铅的拉拔用乳剂就装炉进行钎焊，对钎焊接头的质量和炉子的结构使用寿命极有危害。

（2）组装和夹持

炉中钎焊的组件一般都设计成能用压配合、扩口、铆接或其他不需要夹持的方法进行组装。但为了保持零件间的相互位置关系，或为了钎焊炉中适当放置组件，以便熔融态的钎料能按所需要的方向漫流，偶尔也需要使用夹具。

将清理过的零件组装起来，并在待钎焊接头内或附近预置钎料。然后，将组件放在托盘上（在间歇或辊底连续炉内钎焊时），或直接放在传送带上（在网带传送炉中钎焊时）送入钎焊炉中。

（3）钎焊

将装配好的组件送进炉子的钎焊室，在适当的保护气氛中加热。当工件的温度达到高于钎料熔点的温度时，钎料润湿并浸流于钢组件的表面，在毛细作用下进入接头。钎料与未熔化的钢件表面形成固溶体，从而实现结合。大多数钢件炉中钎焊的加热时间为10～15min。

（4）冷却

将组件移入炉子的冷却室，在保护气氛（通常与钎焊适中的气氛相同）中冷却。直到组件被冷却到足够低温度，即处于空气中也不会变色的温度（通常约为150℃）时，才将组件移出冷却室。

1-359　炉中钎焊应用范围有哪些？

一般来说，能够最有效、经济地进行钎焊的钢组件是质量小于3kg的小组件，大型组件的钎焊可在专门建造的炉子中进行。组件的尺寸受将其加热到钎焊所需温度的限制。大多数钢组件在1090～1150℃温度下进行钎焊。这个温度比钢的热处理温度高很多，限制了炉子的设计和运行，包括加热室的最大可用尺寸，可保持的密封程度，温度的均匀性，将工件加热到钎焊温度所需的时间，以及在1090℃时炉内夹具在不出现失稳的情况下所能承受的质量等。

通常可进行炉中钎焊的钢零件包括中小型冲压件、深拉延的薄板金属件、小型锻件和某些铸件。通常将零件设计成“自锁”型，不使用夹具组装即可钎焊。有时也需要使用夹具，但尽可能不用。因为夹具即增加质量，又会在反复经历高温之后发生尺寸和形状变化。冲飞边、扩口、旋压铆接、滚花、收口、压配合和定位焊等能保证钎焊所需的良好组装。

在真空炉中钎焊，不需要钎剂。用铜基和镍基钎料钎焊不锈钢、高温合金；用银铜钎料钎焊铜、镍、可伐合金、银、钛合金等；用铝基钎料钎焊铝合金、钛合金等。

1-360　炉中钎焊的优点有哪些？

与其他钎焊方法相比，炉中钎焊主要优点是作为钎焊材料的保护气氛很便宜，工厂能大量生产，工业氮基气氛可以液态储存在厂房外面。这些气氛具有极好的防氧化能力，根据需要可以制成具有约0.2％～1.0％范围内任何碳势的气氛。这个碳势范围足以适应所有的碳钢和低合金钢，包括钎焊前已经渗碳的钢。当所用气氛的碳势与工件金属的碳含量相匹配时，工件金属钎焊可既不渗碳也不脱碳。

由于炉中钎焊的保护气氛能充分还原铁的氧化物，所以在用铜钎料钎焊碳钢时一般不需要使用钎剂。这些气氛能还原工件表面存在的薄氧化膜，还能在钎焊过程中防止工件表面进一步氧化，无氧化表面通常能促进熔融态钎料对工件的润湿。铬、锰、铝、硅的总质量不超过2％或3％的某些低合金钢的表面可形成比较稳定的氧化物，因此这种低合金钢需要强还原气氛（如干燥的氢或分解氨）、钎剂或镍镀层，以便获得良好的润湿作用。

炉中钎焊的另一个优点是，无论用间歇式炉或连续炉，都能以较低的单件成本钎焊大批量的组件。炉中钎焊能精确地控制温度并使温度均匀化。在加热和冷却过程中，可以提供不同的保护。在炉子的各个室中或不同区域内，还能提供不同的保护气氛。这种情况对于保护气氛为工业氮基气氛时是常用的。

1-361　炉中钎焊的缺点有哪些？

炉中钎焊的大多数缺点都与用铜钎焊钢时所需要的较高温度有关。铜钎焊钢时的温度比用银基钎料所要求的钎焊温度高约300℃以上。这种高温足以使中碳钢、高碳钢和低合金钢的晶粒粗化，但还可以通过焊后热处理使晶粒细化。这样高的钎焊温度对于加热炉构件的寿命是有害的，特别是那些处于高温工作的构件，如炉衬、电热元件、轨道、托盘和传送带等。

利用工业氮基气氛系统能够降低初次投资要求，但与其他许多钎焊设备相比，加热设备和气氛发生器的初次投资仍很高。因此对于一个新项目来说，如果产量很低，那么购置炉中钎焊设备就不合算，必须考虑采用其他的钎焊方法。如果已经有了钎焊炉，那么也能经济地钎焊少量组件。

1-362　空气炉中钎焊的应用范围有哪些？

在空气炉中钎焊，如用软钎料钎焊铜及铜合金，铝基钎料钎焊铝合金，虽用钎剂，焊件氧化仍较严重，故很少使用。

在还原性气体，如在氢、分解氨的保护气氛中钎焊，不需钎剂，可用铜和银基钎料钎焊钢、不锈钢、无氧铜。

在惰性气体，如在氩的保护气氛中钎焊，不需要钎剂，可用含锂的银基钎料钎焊钢、不锈钢，可用银铜钎料钎焊铜和镍；或少用钎剂，用银基钎料钎焊钢，铜基钎料钎焊不锈钢。在使用钎剂时，可用镍基钎料钎焊不锈钢、高温合金、钛合金，用铜钎料钎焊钢。

1-363　空气炉中钎焊的优缺点有哪些？

炉中钎焊加热均匀，焊件变形小，所用的设备简单，成本较低。虽然炉中钎焊的加热速度较慢，但由于一炉可钎焊多件，生产率仍很高。其缺点是：由于加热速度较慢，有时对焊件整体加热，钎焊过程中焊件会遭到严重氧化，钎料熔点高时就更为严重。因此炉中钎焊的应用受到一定限制。采用炉中钎焊可钎焊碳钢、合金钢、铜及其合金、铝及其合金等。

严格控制焊件加热均匀是保证炉中钎焊质量的重要环节。对于体积较大且结构比较复杂，组合件各处的截面相差大的焊件钎焊时，应尽量保证炉内温度的均匀。焊件钎焊前先在低于钎焊温度下保温一段时间，力求整个焊件加热温度的一致。对于截面相差大的焊件，可在薄截面一侧与加热体之间放置隔热屏（金属块或板）。

1-364　保护气氛炉中钎焊的保护气氛有什么作用？

炉中钎焊使用的保护气氛主要用来保护钢组件不氧化或不产生氧化皮，并通过改善钢表面的润湿来促进钎料的流动。这两种作用都要求采用还原性气氛。当需要时，保护气氛也能防止高温下渗碳或脱碳，保持钢的含碳量。为了满足全部技术要求，这种气氛必须对钎焊炉加热室和冷却室中的组件提供完全保护。炉中钎焊常用的保护气氛见表1-45。

1-365　为什么保护气氛炉中钎焊多选用多放热基气氛？

保护气氛炉中钎焊选用多放热基气氛（AGA102类），这是因为：它是最便宜的发生器气氛；它具有足够的还原性；它产生烟垢的可能性较低（与含有更多一氧化碳的较干燥的气氛相比）；它的发生器维护工作量小。

多放热基气氛中的还原性气体含量通常足以改善钢组件表面的润湿性并保持光亮。当氢少、水分多时，需通过冷冻以降低气氛的露点，从而保证表面光亮。这种保护气氛的碳势一般很低，但可通过降低露点和去除氧化碳的方法将碳势增加到约0.4％的碳。由于被钎焊钢件原始碳含量较低[w（C）＜0.30％]，或者由于允许表层脱碳，因此极少需要设法提高碳势。

1-366　为什么炉中钎焊多放热基气氛的用途小于制备多氮基气氛？

虽然多放热基气氛广泛用于低碳钢的铜钎焊，但它的用途远小于制备的多氮基气氛（AGA202类）。因为这种氮基气氛的露点低（-40℃），没有二氧化碳，所以它比未净化的放热基气氛具有更强的还原作用，而且没有脱碳作用。凡不允许钢组件脱碳时，就可以应用这种气氛保护碳钢和中碳低合金钢。这种气氛很可能引起高碳钢部分脱碳和低碳钢渗碳，但它能有效防止低碳钢氧化。

1-367　吸热基气氛有何缺点？

少量烃类气体和空气的混合气体，在一个从外部加热的含有镍催化剂的加热室中反应，就能产生一种少吸热基气氛。

吸热基气氛的主要缺点是：在钎焊炉冷却室温度下，它与空气混合具有潜在的爆炸性及可能在干燥时产生烟垢。

1-368　工业氮基气氛的优势何在？

工业氮是纯净的（99.99955％）、干燥的、惰性的，它不会引起金属氧化，但也不能去除氧化物，不能改变碳含量。像氢、甲烷、甲醇等反应成分是被加进去的，以便为特殊应用提供所需的氧化-还原作用或碳势值。由于氮和反应成分都用管子送往炉内并精确混合，所以能调节或改变气氛的成分，以适应几乎任何一种要求。

工业氮基气氛所提供的许多优点，都与其纯度和可控性有关。工业氮基气氛的杂质水平低于发生器气氛，前者的露点和氧、二氧化碳的杂质水平也较低。工业氮基系统的干燥状况也利于钎料的流动和润湿，其结果是节约钎料、降低炉温和改善钎焊的外观。

1-369　工业氮基气氛的成分如何配制？

工业氮基气氛的成分，是根据被钎焊母材的需要配制的。因为向氮气内添加的成分比氮气还贵，所以添加成分的比例应保持最小，因此工业氮基气氛在成分上变化不大。

1-370　为什么其他昂贵气氛很少被用来钎焊钢？

其他昂贵气氛和真空也适用于钢的炉中钎焊。由于含铬、锰、钛、钒、铝和硅的表面氧化物很稳定，所以含上述元素的总质量分数超过2％或3％的合金钢只能在真空中或在强还原气氛中进行无钎剂钎焊。虽然在一些特殊情况下需要用更加昂贵的气氛来钎焊有色金属，但无特殊理由很少采用这些昂贵的气氛来钎焊钢。

1-371　网带传送的排气有什么要求？

为了避免组件变色和脱碳（这是由于渗入的空气、组件内含有的空气和水分、火帘、不干净零件上的挥发性油类的污染引起的），防止污染物以不正确的方向穿过加热室和冷却室。正确地给网带传送炉排气是非常重要的，排气系统设计不当会抵消钎焊气氛的有利作用。一般情况下，钎焊气氛应向炉内气体的两端流动。按照这种流动路线，在加热室内保护气体的流动方向与工件运动方向相反，可将空气和污染物从入口吹走；而在冷却室内，保护气体的流动方向与工件运动方向相同，可使保护作用一直达到出口处。

1-372　炉中钎焊的供气系统由哪几部分组成？

炉中钎焊的供气系统包括气源、净气装置、管道、阀门等。气源常直接采用瓶装气体供给。考虑到安全因素，以氢气作为活性气体时，采用专门的分解器分解氨的办法获得。分解器是通过加热至650℃左右的铁屑或磁铁矿，把氨分解为氮和氢。

净气装置用来清除所用气体中的水和氧等杂质，降低气体的露点和分压，提高它们的保护和去膜能力。装置包括除水和除氧两部分。对于氢气，通常的净化过程是将它顺序通过下列物质：硅胶→分子筛→105催化剂→分子筛。

1-373　什么叫真空炉中钎焊？

真空炉中钎焊方法是在真空条件下，不施加钎剂的一种比较新的钎焊方法。由于钎焊处在真空环境下，可以有效地排除空气对工件的有害影响，因此可以不施加钎剂成功地进行钎焊。主要用于钎焊那些难钎焊的金属和合金，如铝合金、钛合金﹑高温合金、难熔合金及陶瓷等。所钎焊的接头光亮致密，具有良好的力学性能和耐腐蚀性等。真空钎焊设备一般不用于碳钢和低合金钢的钎焊。

1-374　真空炉中钎焊的设备有哪些？

真空炉中钎焊设备主要由真空钎焊炉和真空系统两部分组成。真空钎焊炉大致可以有两种类型：热壁炉和冷壁炉。两种类型的炉子可用天然气加热或电热，可以设计成侧装炉、底装炉或顶装炉（炕式）结构。真空系统可以通用。

真空系统主要包括真空机组、真空管道、真空阀门等。真空机组通常由旋选片式机械泵和油扩散泵组成。单用机械泵只能得到低于1.35×10-1Pa级的真空度。要获得真空必须同时使用油扩散泵，此时能达到1.35×10-4Pa级的真空度。系统内的气体压力用真空计测量。

1-375　真空钎焊炉有几种类型，各有哪些特点？

真空钎焊炉大致有两种类型：热壁炉和冷壁炉。

（1）热壁炉

钎焊炉采用真空室与加热器分开的形式，俗称热壁炉。它的特点是在室温时先将装有钎焊件的容器中的空气抽出，然后将容器推进炉内，在炉中加热钎焊工件时，抽真空与加热升温同时进行。钎焊后容器可退出炉外冷却，缩短了生产周期，并可防止母材晶粒长大。热壁炉内真空钎焊大多要求真空泵在整个热循环中继续工作，以除去工作载荷释放出来的气体。在尺寸和最高加热温度方面，热壁真空炉受到在钎焊温度下经受高压的能力的限制。

这种类型的钎焊炉使用温度可高达1150℃，大多数都限于870℃或更高。加热炉可以采用普通的工业电炉。这种真空容器内部没有加热元件和隔热材料，不但结构简单，容易操作，而且加热中释放的气体少，有利于保持真空。为生产效率，同时备有几个钎焊容器，交替进入、退出炉胆进行钎焊和冷却。因为设备投资少，生产率高，但容器在高温、真空条件下受到外界大气压的作用，易变形，故适用于小件小量生产。大型热壁炉常采用双容器结构，即加热的外壳也设计成低真空容器，但结构的复杂化使其应用受到限制。

（2）冷壁炉

真空室建立在加热室内，即加热炉与真空钎焊室为一体，俗称冷壁炉。这种类型的钎焊炉，钎焊后的钎焊件必须随炉冷却，限制了生产率。其内有隔热材料和电热元件，真空室通常是水冷的。为使辐射热集中在工件上并防止热散失到炉壁，在加热元件与炉壁之间放有适当的隔热屏（常用多层钼、钨、石墨或其他高温材料制成），其中温度可高达2200℃、压力可低于1.35×10-4Pa。

另一种冷壁真空炉的炉壁为双层水冷结构。内置热反射屏，由多层表面光洁的薄金属板组成。根据炉子使用温度不同，材料选用钼片或不锈钢片，其作用是防止热量向外辐射，减轻炉壳受热且提高热效率。在反射屏内侧分布着加热元件，依照炉子的额定温度不同而选用不同的发热体。

冷壁炉工作时，炉壳由于水冷和受到反射屏屏蔽，温度不高，能很好地承受外界的大气压，故适用于大型焊件的高温钎焊。它的加热效率也比较高，但是用时需先抽真空再加热，钎焊后焊件只能随炉冷却，且低温阶段炉温下降缓慢，因此生产率低。如果采用双室或多室连续冷壁炉，不破坏加热室真空度，焊件的装炉、钎焊、冷却及出炉可连续操作，生产率可以提高。

1-376　如何实施真空炉中钎焊工艺？

在真空炉中进行钎焊操作时，将加有钎焊的焊件装入炉膛（或装入钎焊容器），关闭炉门（或封闭钎焊容器盖），加热前预抽真空。先启动机械泵，待真空度达到1.35Pa后转动转向阀，关断机械泵与钎焊炉的直接通路，使管路通过扩散泵与钎焊炉相通，依靠机械泵与扩散泵限时工作，将钎焊炉抽至要求的真空度，然后开始通电加热。在升温加热的全过程中真空机组应持续工作，以维持炉内的真空度，抵消真空系统和钎焊炉各种接口处的空气渗漏，炉壁、夹具和焊件等吸附的气体和水蒸气的释放，金属与氧化物的挥发等使真空降低。真空钎焊有两种：高真空钎焊和部分真空（中真空）钎焊。高真空钎焊非常适于钎焊其氧化物难以分解的母材（如镍基超级合金），部分真空钎焊则用于母材或钎料在钎焊温度和高真空条件下挥发的场合。

当必须采用特别预防措施来保证高纯度时，干燥氢钎焊前采用真空净化法。同样，在抽真空前采用干燥氢或惰性气体净化法，将有助于在高真空钎焊中获得更好的效果。

1-377　真空保护气氛钎焊有哪些应用范围？

在基体金属与其他气氛会发生剧烈反应的场合，以及无法获得合适的钎剂和气体的场合，真空钎焊特别有用。符合钎焊要求而允许的最高压力取决于一些因素，这些因素包括基体金属的成分，钎料残留在抽空室内的气体的数量、成分和钎焊炉的条件。

真空钎焊特别适合于大的、连续的面积或复杂、密集的组件，因为在这些组件上不能将固态或液态的钎剂从界面完全去除。此外，气体控制气氛没有能力完全有效清除吸附在紧配合钎焊界面上的气体。

真空钎焊也适合于钎焊陶瓷和活泼、难熔的金属，如钛、锆、钼、钽，这些金属的特点是即使很少量的空气，也能导致脆性裂纹，有时在钎焊温度下开裂。这些金属和合金还能在惰性气体保护下钎焊，但气体纯度要足够高，要避免污染，减少金属性能上的损失。

1-378　真空钎焊有哪些优缺点？

真空钎焊与其他高纯度钎焊气氛相比，有如下优点。

①真空实际上是将所有气体从钎焊区域中移开，取消了净化气氛的要求，工业的真空钎焊一般是0.0001～67.5Pa的真空度下完成，取决于母材和将要使用的钎料，钎焊界面的面积，钎焊过程中基体金属排出的气体的数量。

②金属的某种氧化物将游离在钎焊温度下的真空中，真空钎焊广泛地使用在不锈钢、超耐热不锈钢、铝合金的钎焊，并用专门技术钎焊高熔点材料和陶瓷。

③由于基体金属排放气体有时会污染钎焊界面，所以这些问题在真空钎焊中应减到最低程度，从金属中析出的吸附气体须直接从界面上清除。

真空钎焊与其他高纯度钎焊气氛相比，有如下缺点。

①低的压力存在于基体金属和钎料的周围，在高温下，去除了挥发性的杂质和从金属中析出的气体。这是一个缺点，因为在钎焊的温度下钎料的元素或基体金属会因为周围低的压力而挥发。这种趋势能通过合适的真空钎焊工艺，建立局部惰性气体压力来纠正，许多真空钎焊炉可以在局部惰性气体压力下操作。

②由于在真空中挥发的金属蒸气将污染真空和抽真空系统，因此真空钎焊不宜使用含高蒸气压元素（如锌、镉、锰、锂、镁和磷等）较多的钎料（特殊情况例外），也不适合于含这些元素多的合金。

真空钎焊的优点是钎焊不受钎剂残渣的有害影响，钎焊质量高，可以方便地钎焊那些用其他方法难以钎焊的金属和合金。但由于在钎焊前预抽真空以及在冷却时需花费大量时间，在真空中的热量传递比较困难，故钎焊生产周期长。此外，真空钎焊设备比较复杂，要求较多的投资，对工作环境和工人技术水平也要求较高。

1-379　真空钎焊时，采取何种方法净化炉内的气体？

（1）用非可燃气体净化

这里推荐的用非可燃气体净化的方法适用于各种炉型，带保护气氛加热室的，带或不带工作室的，任何额定温度的及用各种类型热源加热的炉子。可能时，最好是在引入可燃气体前，用非可燃气体将可燃气体净化已充满空气的炉子。在停炉期间，也最好用非可燃气体将可燃气体净化掉。这特别适用于那些温度低于气体点燃温度（760℃）的被加热的炉子或炉子的某些区段。当用非可燃气体净化时，应始终使用流量计和时钟，而且应有一种检查净化程度的方法，还应特别注意冷却区。用非可燃气体净化炉室中的空气时，为了将含氧量减少到大约0％，可能需要体积相当于炉室容积约5倍的非可燃气体。为了绝对安全，大多数操作者都应遵守这一规定。

（2）燃尽法净化

在开炉时送入可燃气体以前，如果不能用非可燃气体净化充满空气的炉子，或者停炉时不能用非可燃气体净化充满可燃气体的炉子，则采用烧尽法净化。在开炉烧尽法中，将充满空气的加热室加热到高于760℃后，直接将可燃气体注入加热室。必须注意勿将可燃气体注入邻接的充满空气的冷室内，否则会形成爆炸性的混合气体。如果主热室有工作室，那么这些规定只适用于进气口直通工作室的炉子。

1-380　真空炉中钎焊有何优缺点？

真空炉中钎焊是在抽出空气的炉中或钎焊室中钎焊，特别适合于钎焊面积很大而连续的接头，也适用于连接某些特殊的金属，包括钛、锆、铌、钼和钽，应用范围较广。但是，真空钎焊也存在下面一些缺点。

①在真空条件下金属易于挥发，因此对焊接易挥发元素的基体金属和钎料不宜使用真空钎焊，如确需使用，则应采用相应的复杂的工艺措施。

②真空钎焊对钎焊零件的表面粗糙度、装配质量、配合公差等的影响比较敏感，对工作环境和操作人员的理论水平要求较高。

③真空设备复杂，一次性投资大，维修费用高。

1-381　银基钎料炉中钎焊使用哪些钎剂？

使用BAg-1、BAg-1a、BAg-3、BAg-4和BAg-5钎料进行钢与钢或钢与异种金属的炉中钎焊时，需要用钎剂。钎剂应能还原表面氧化物，保证钎料流动并润湿母材，而不会腐蚀母材。

美国焊接学会（AWS）FB-3A型钎剂符合这些要求，广泛用于以银合金为钎料的炉中钎焊。这种钎剂含有硼酸、硼酸盐、氟化物、氟硼盐酸和润湿剂，它在570～870℃的温度范围内对保护气氛下的炉中钎焊是有效的。可以制成膏状或粉状，也能与水、乙醇或一氯化苯混合，稀释成一定稠度的液体。根据稠度不同，可用刷或喷的方法在工件上施加钎剂，或用喷枪定量施加钎剂。钎焊后必须完全去除组件上的残留钎剂。常用于因钎焊的氟化剂会产生具有吸湿性和腐蚀性的残渣。当将钢钎焊到含铝的合金上时，一般采用4型钎剂。

1-382　银基钎料炉中钎焊常用哪些保护气氛？

银基钎料炉中钎焊最常用的保护气氛是多放热基气体、吸热基气体、分解氨、干燥氢和工业氮基气氛混合气体（主要与氢混合）。即使使用钎剂时，也常用保护气氛，以便减少或防止母材氧化或变色，还可保证钎剂实现其功能。

放热基和吸热基气氛比分解氨或干燥氢便宜，这两种气氛可用于钢与钢、钢与无氧铜或铜合金的炉中钎焊，同时使用钎剂和BA-1a和BA-5钎料。

100％完全分解的氨几乎能用于所有的炉中钎焊，包括采用银基钎料的炉中钎焊。然而，如果分解率低于100％，则这种气氛能促使碳钢和低合金钢增氮（渗氮）。在这种情况下，即使使用体积分数达70％的N2的工业氮基气氛也能消除渗氮的影响。

以干燥氢作为保护气氛，一般限于无钎剂钎焊，这种钎焊需要最强的还原气氛，以保证去除表面氧化物和钎料良好流动。氢气必须非常干燥（露点为-51℃或者更低），以取得最好效果。

1-383　炉中钎焊的气体有哪些类型？

（1）非可燃气体

非可燃气体在空气中不会燃烧，当以任何比例与空气混合并处于可燃混合气体起爆温度时也不会爆炸。典型的非可燃气体是氮、氩、二氧化碳以及它们的混合气体（亦含有氢和一氧化碳等可燃气体，但其含量低于可燃浓度）。

（2）低放热气体

低放热气体是氮和二氧化碳的混合气体，其中氢和一氧化碳的含量很低，明显低于室温下，低吸热混合气体可由热态炉元件引起爆炸的氢和一氧化碳的最低含量。

可以任意地在炉内使用由各种比例的非可燃气体与空气构成的混合气体，不会因炉子加热或停止加热而造成爆炸，也不会因引燃装置的点燃或未点燃而造成爆炸，然而使用一氧化碳时要小心，因为它具有毒性。还要注意比空气密度大的气体，如氩气和二氧化碳，它们可能从炉中逸出，停留在坑槽内或其他低洼处，使进入此处的人员窒息。

（3）可燃气体

炉气体中常见的可燃气体是一氧化碳和甲烷（CH4）。制备的含有氢、一氧化碳、少量甲烷和一定比例的非可燃气体的混合气体包括：多放热基气体、净化的多放热基气体和吸热基气体，分解氨（75％H2、25％N2）是强可燃气体。

1-384　可燃保护气氛的炉子在哪些情况下可能出现危险？

在操作含有可燃气保护气氛的炉子时，在下列情况下可能出现危险。

①将可燃保护气氛引入炉室。

②打开充有可燃气体的冷室。

③除去可燃气氛并让空气重新进入炉子。

④在本来正常操作期间进入炉子的可燃气流意外受阻，使空气得以进入。

1-385　可燃气流受阻时如何处理？

当流向炉子的可燃气流受到阻碍时，操作者必须立即设法恢复流通。如果无法立即恢复，那么应采用非可燃气体法或烧尽法净化炉子，以恢复压力，从而防止空气进入。炉子的类型、位置、气流、温度和气体的可燃程度都对净化前允许的时间延迟有影响，但安全的措施是立即自动开始用非可燃气体净化炉子。可燃气流受阻时应发出警报，让所有人员离开现场。

如果无法紧急供应非可燃气体，又不能立即恢复气体的流动，则应采用烧尽法净化。对于间歇式箱形炉或其他直通炉，可将连续燃烧的气体引燃装置作为点火源。如果这些办法都不能采用或者无效，则应采用轻便式火焰炬，或在外门开口处的整个宽度上摆放搓揉的报纸或油脂棉纱，并且点燃，然后把门完全打开。在残余气体烧尽前，应使引燃装置、火焰炬、报纸或棉纱连续燃烧。

1-386　什么是电阻钎焊？有什么特点？

电阻钎焊的基本原理与电阻焊相同。它是利用电流通过焊件或与焊件被接触块所产生的电阻加热焊件和熔化钎料的一种钎焊方法。钎焊时对钎焊处应施加一定的压力。这种方法具有加热迅速、生产率高，加热十分集中，对周围的热影响小，工艺简单，劳动条件好，而且过程容易实现自动化等优点。但适合钎焊的接头尺寸不能太大，形状也不能很复杂，即其应用受到钎焊接头的形状及大小的限制。

1-387　按加热方式的不同，电阻钎焊分为几类？各有什么特点？

按加热方式的不同，电阻钎焊有两种基本方式，即直接加热法和间接加热法，如图1-41所示。直接加热的电阻钎焊时，电极压紧两个零件的钎焊处，电流通过钎焊面形成回路，靠钎焊面及相邻部分母材中产生的电阻热加热到钎焊温度。其特点是仅焊件的钎焊处被加热，具有直接的局部的性质，因此加热速度快。在这种钎焊过程中，要求零件钎焊面彼此保持紧密贴合，否则将因接触不良而造成母材局部过热或接头的严重未钎透等缺陷。当必须采用钎剂时，应与水或酒精调成溶液形式使用，尽量避免用固态钎剂，否则因其不导电而影响钎焊的加热。

在间接加热的电阻钎焊方法中，电流或只通过一个零件，或根本不通过焊件。对于前者，钎料的熔化和另一个零件的加热均靠通电加热的零件向它们导热来实现；至于后者，电流是通过加热一个较大的石墨板或耐热合金板，焊件置于此板上，全部依靠导热来实现钎焊。由于电流不通过钎焊面，因此可以使用固态钎剂，对焊件钎焊面的配合要求也可以稍宽一些。但为了保证装配准确度和加快导热过程，对焊件仍需压紧。这种方法的优点是便于钎焊物理性能差别大的材料或厚度相差悬殊的焊件，不会出现加热中心偏离钎焊面的情况。此方法的加热速度慢，适合于小件的钎焊。

1-388　电阻钎焊应用范围有哪些？

电阻钎焊的应用范围主要包括以下几个方面。

①可在焊件上通低压电流，由焊件上产生的电阻热直接加热，也可用碳电极通电，由碳电阻放出的电阻热间接加热焊件。

②钎焊接头面积65～380m2时，经济效果最好。

③特别适用于钎焊某些不允许整体加热的焊件。

④最适用于钎焊铜，使用铜磷钎料可不用钎剂，也可用于钎焊银合金、铜合金、钢和硬质合金等。

⑤使用的钎料有铜锌、铜磷和银基。常用于钎焊刀具、电器触头、电机定子线圈、仪表元件、导线端头等。

1-389　电阻钎焊时，钎料如何选取？

一般情况下，电阻钎焊可采用粉状、膏状及箔状钎料，而箔状钎料最为理想，它可以方便地直接放在零件的钎焊面之间。另外，在钎焊面预先涂覆钎料层也是最常用的工艺措施，这在电子工业中应用很广。若使用钎料丝，应待钎焊面加热到钎焊温度后，将钎料丝末端靠近钎缝间隙，直至钎料熔化，填满间隙，并使全部边缘呈现平缓的钎角为止。

1-390　什么是电弧钎焊？

电弧钎焊是借助于电弧传给焊件和钎料进行钎焊的一种方法，如图1-42所示。电弧钎焊的电极可以采用石墨、碳棒或耐高温的金属棒。选用普通交流或直流电焊机供给能量，以保持电弧的稳定燃烧。可以采用直接电弧或间接电弧法进行操作。直接电弧是电极与焊件各为一个极，间接电弧采用双电极（炭棒或石墨棒），在两电极之间产生电弧，由电弧加热焊件，此时焊件并不通电。双电极由焊钳夹持，使两电极保持一定的角度，可调节它们的距离，并可随意调节电弧形状。钎焊时，钎料由手工或自动送给。

电弧钎焊操作时，一般先用电弧加热焊件的钎焊处，待加热到接近钎焊温度时，再添加钎料。由于电弧具有很高的温度和热量，在作业时应注意防止焊件的过热甚至局部熔化，并应尽量避免电弧直接加热钎料。

1-391　什么是浸渍钎焊？分为哪几类？

浸渍钎焊是把焊件局部或整体浸入盐混合物或液态钎料中，依靠这些液体介质的热量来实现钎焊过程。这种钎焊方法的钎焊温度易控制，加热均匀且速度快，一般比炉中加热快3～6倍，具有很高的生产率。

浸渍钎焊按使用液态介质的不同，可分为盐浴钎焊和熔化钎料中浸渍钎焊。如图1-43所示是盐浴钎焊和熔化钎料中浸渍钎焊的示意图。

1-392　浸渍钎焊应用范围有哪些？

在熔融的钎料槽内浸渍钎焊。软钎料用于钎焊钢、铜及铜合金、特别适用于钎焊焊缝多的复杂焊件，如热交换器、电机电枢导线。硬钎料主要用于钎焊小焊件，缺点是消耗量大。

在熔盐槽中浸渍钎焊。焊件需预置钎料，在熔融的钎剂或含钎剂的熔盐中钎焊，所有的熔盐不仅起到钎剂的作用，而且能在钎焊的同时向焊件渗碳、渗氮。

适用于钎焊钢、铜及铜合金、铝及铝合金，使用铜基、银基、铝基钎料。

1-393　什么是盐浴钎焊？对盐混合物有何要求？

盐浴钎焊时，焊件的加热和保护都是靠盐浴来实现的。一般多使用氯化盐为基的混合物，盐混合物的成分选择对其影响很大，对它们的基本要求是：要有合适的熔点；对焊件能起保护作用而无不良影响；使用中能保持成分和性能稳定。

在这些熔盐中浸渍钎焊时，需要施用钎剂去除氧化膜。但仅在用铜基钎料钎焊结构钢时，由于熔盐的保护作用，对去膜的要求降低，可以不用钎剂去膜，其他仍需使用钎剂。加钎剂的方法是把焊件浸入熔化的钎剂中或钎剂水溶液中，取出后加热到120～150℃除去水分。当浸渍钎焊铝及铝合金时，可直接使用钎剂作为盐混合物。为了保证钎焊质量，在使用中必须定期检查盐溶液的组成及杂质含量并加以调整。

1-394　盐浴钎焊时，如何保持盐溶液温度不下降？

为了减小焊件浸入时盐溶液温度的下降，以缩短钎焊时间，最好采用两段加热钎焊的方式，即先将焊件置于电炉内预热到200～300℃（铝件的浸渍钎焊前常须550℃的预热），再将焊件进行盐浴钎焊。

钎焊前，一切将要接触盐液的器皿均应预热除水，防止接触熔盐时引起猛烈喷溅。

1-395　盐浴钎焊有什么缺点？

盐浴钎焊有如下缺点：需要大量的盐类特别是钎焊铝时要大量使用氯化锂的钎剂，成本高；熔盐大量散热和放出腐蚀性蒸气，同时遇水有爆炸危险，劳动条件差，不适宜钎焊有深孔、盲孔和封闭型的焊件，因为钎焊时盐液很难流入和排出；用电量大。

1-396　熔化钎料浸渍钎焊的过程是什么？

熔化钎料浸渍钎焊的过程是将经过表面清理并装配好的焊件进行钎剂清理，然后浸入熔化的钎料中。熔化的钎料把零件钎焊处加热到钎焊温度，同时渗入钎缝间隙中，并在焊件提起时保持在间隙内，凝固形成接头。

1-397　熔化钎料浸渍钎焊中钎剂处理方式有哪两种？

焊件的钎剂处理有两种方式：一种是将焊件先浸在熔化的钎剂中，然后再浸入熔化的钎料中；另一种是熔化的钎料表面覆盖有一层钎剂，焊件浸入时先接触钎剂再接触熔化的钎料。前一种方式适用于在熔化状态下不显著氧化的钎料。如果钎料在熔化状态下氧化严重，则必须采用后一种方式。

1-398　熔化钎料浸渍钎焊有什么优缺点？

这种钎焊方法具有工艺简单、生产率高的优点。其主要缺点是在焊件浸入部分的全部表面都涂覆上钎料，这不但大大增加了钎料的消耗，而且钎焊后往往还需要花大量的劳动力去清除这些钎料。另外，由于表面氧化，浸渍时混入污物以及母材的溶解，槽中钎料很快变脏，需要经常更换。

目前这种方法用于以软钎料钎焊钢、铜及铜合金。特别是对那些钎缝多而密集的产品，诸如蜂窝式换热器、电机电枢、汽车水箱等，用这种方法钎焊比其他方法优越。

1-399　扩散钎焊的原理是什么？

扩散钎焊的最根本特征是，在钎焊加热过程中钎缝间隙内形成的液态合金，不是像一般钎焊方法那样因随后降温凝固而形成钎缝，而是在高于钎料的固相线温度的条件下长时间保温，是指等温凝固而形成钎缝的。钎缝等温凝固的机理是，在加热保温过程中，间隙中的钎料熔化后，随着母材的熔入和钎料中的低熔点组元或起降低钎料熔点作用的组元的散失，间隙中液态合金的固相线温度逐渐升高，当这种过程持续进行而使合金的固相线温度升高到超过加热温度后，合金即发生等温凝固。

1-400　扩散钎焊过程包括什么？

扩散钎焊是在钎料加热熔化保温过程中，随着母材的熔入和钎料中低熔点组元的散失，间隙中液态合金的固相线温度逐渐升高，当这种过程持续进行而使合金的固相线温度升高到超过加热温度后，合金即发生等温凝固。它不像一般钎焊方法那样因随后降温凝固而形成钎缝，而是在高于钎料固相线温度的条件下长时间保温，使之等温凝固而形成钎缝的。

在扩散钎焊的等温凝固钎缝中，母材的熔入不起主要作用，因为在恒温条件下，母材的溶解是有限度的。因此，钎料的低熔点组元的散失对等温凝固有决定性的意义。这些组元从钎缝中散失可依靠下列不同过程实现：向母材中扩散；往周围介质中蒸发；与母材形成高熔点金属间化合物。依据不同的条件，这些过程可能单独进行，也可能共同起作用。

1-401　扩散钎焊过程包括哪几个阶段？

在钎焊温度下，扩散钎焊过程一般可分为三个阶段：第一阶段发生的过程与一般钎焊过程相同，即固相与液相之间有限的相互扩散；第二阶段，液相逐渐凝固；第三阶段是在固态下发生均匀的扩散过程。

1-402　在扩散钎焊过程中，为何应尽可能保持最小的钎缝间隙？

扩散钎焊使用的钎料成分一般不同于常规钎料，并且其获得方式除常规钎料靠熔炼设备外，在不少场合是通过夹在母材表面的金属镀层或夹在间隙中的金属箔，加热中与母材接触反应形成。扩散钎焊的主要过程参数是钎缝间隙大小、过程的温度和时间，而过程的温度和时间又取决于间隙大小和间隙中液态合金中的低熔点组元的相对含量，因此应尽可能保持最小的钎缝间隙，为此经常施加适当的压紧力。扩散钎焊需要长时间加热保温，故最适宜于采用保护气氛炉中加热和真空中加热的方法。

1-403　什么是接触反应钎焊？其原理是什么？

接触反应钎焊是指在扩散钎焊过程中的液相来源可以由钎料的熔化或由间隙中金属夹层与母材的共晶反应所获得。这种由于共晶反应熔化，形成共晶体接头的钎焊方法称为接触反应钎焊。接触反应钎焊的连接形式如图1-44所示。

A，B—待焊金属；C，D—过渡金属

接触反应钎焊原理是：若两种金属能形成共晶或形成低熔固溶体，则在他们接触良好的情况下加热到高于共晶温度或低熔固溶体熔化温度以上，依靠他们之间的相互扩散，在界面处形成共晶体或低熔固溶体，从而把两者连接起来。

如金属A和金属B能形成共晶，则在A与B接触良好的情况下加热到高于共晶温度。依靠A和B的相互扩散，在界面处形成液相共晶体，随着反应液相量的逐步增多，填满钎缝间隙，冷却凝固形成接头，把A和B连接一起。由此可见，接触反应钎焊过程由以下三个阶段组成：准备阶段，在界面上发生固态扩散；形成共晶液相，固态接触金属向已形成的液相中溶解；液相凝固形成接头。

1-404　接触反应钎焊时，加压的目的是什么？

接触反应钎焊时，对被连接金属加以一定的压力往往是很重要的。加压的目的是使母材界面形成良好的接触，以利于接触反应熔化的进行。压得紧，母材之间的接触点越多，液相形成的速度越快，接触面上形成液相的区域越大。加压又可使形成的液相从间隙中挤出，以免母材溶解过多，在液相挤出的同时，破碎的氧化物也被挤出间隙，有利于提高接头的质量。如果所形成的低熔点共晶体比较脆的话，则把这层液体金属从接头间隙中挤出有利于提高接头强度。

1-405　什么是烙铁钎焊？

烙铁钎焊是依靠烙铁工作部位（烙铁头）积聚的热量来熔化钎料，并加热钎焊处的母材而完成钎焊的方法。由于烙铁头积聚的热量和温度有限，因此这种方法只适用于软钎焊。

1-406　在烙铁钎焊中，烙铁头的加热方式有几种？

在烙铁钎焊中，烙铁头的加热方式基本分两类：一类是本身不具备热源，需靠外部热源（如煤气、气体火焰等）加热，因此只能断续地工作，它是由一个作为工作部位的金属块通过金属杆与手柄相连而成的最简单的烙铁；另一类是本身具备恒定作用的热源，使烙铁头的温度保持在一定的温度范围内，可以连续地工作。所装备的热源，除少数（特大型烙铁）为气体火焰外，一般均为电加热元件，这就是当前广泛应用的电烙铁。电烙铁所用的加热元件有两种：一种是绕在云母或其他绝缘材料上的镍铬丝；另一种是陶瓷加热器，是把特殊金属化合物印刷在耐热陶瓷上经烧结而成，分别称作外热式和内热式。内热式的电烙铁加热寿命长，热效率和绝缘电阻高，静电容量小，因此在相同功率下内热式电烙铁外形比外热式小巧，特别适用于钎焊电子器件。

1-407　烙铁钎焊过程是什么？

烙铁钎焊作业时，首先在烙铁头上沾上熔融的钎料（或在焊件待焊处添加少量钎料），然后使烙铁头与焊件紧密接触，保持最大的接触面积，以加速加热过程。待母材加热到钎焊温度，熔化钎料填满间隙。当所焊的钎缝较大时，还需手工送进丝状或棒状钎料到接头上，直至钎料完全填满间隙并沿钎缝另一侧形成圆滑的钎角为止。

烙铁钎焊一般采用钎剂去膜。钎剂可以单独施用，也可以夹钎剂芯的钎料丝形式使用。对于某些金属，烙铁钎焊时可采用刮擦和超声波的去膜方法。超声波烙铁头应由蒙乃尔合金或镍铬钢等制造。与纯铜相比，它们在液态钎料中因空化作用产生的破坏较小。

1-408　波峰钎焊特点是什么？

波峰钎焊的原理如同熔化钎料中浸渍钎焊，波峰钎焊的过程是用泵将液态钎料通过喷嘴向上喷起，形成20～40mm的波峰，以波峰去接触沿传送带前进的焊件，实现钎焊连接。

波峰钎焊的特点是：钎料液面上没有氧化膜和污垢，可经常保持清洁状态；能使印制电路板与大量流动的钎料接触，保持良好导热，因而可大大缩短印制电路板与钎料的接触加热时间，提高生产率；只要求印制电路板作直线等速运动，故使用的传送带系统简单易行。目前它们广泛用于印制电路板的钎焊流水线上。但设备投资大，维修费用高是其缺点。

1-409　什么是再流钎焊？

再流钎焊是将预先涂以钎料（常用膏状钎料）的焊件置于加热的环境中，待钎料熔化流入间隙，形成钎焊接头的一种钎焊方法。这种方法主要用于电子元器件的表面组装，还可用于印制电路板或集成电路的元器件与铜箔电路的连接。根据加热方式的不同，有其相应的名称，如气相钎焊、红外钎焊、激光钎焊、热板钎焊、热风钎焊等。

1-410　气相钎焊原理和过程是怎样的？

气相钎焊又称蒸气浴钎焊，它的原理是利用液体的饱和蒸气凝结时释放出来的蒸气潜热加热焊件并熔化钎料来实现钎焊的。气相钎焊的过程是借加热器将工作液体加热至沸点温度，容器内液体上方的空间随即充满工作液体的饱和蒸气（蒸气温度与液体的沸点一致）。通过升降机构将焊件送入此蒸气区时，由于焊件温度低，蒸气就会在焊件的表面凝结成液滴而释放出蒸发潜热，将焊件迅速而均匀地加热至与蒸气相同的温度，钎料得以熔化填缝。随后，将焊件提起退出蒸气区冷却，间隙中的液态合金逐渐凝固形成接头。

1-411　气相钎焊有什么优缺点？

气相钎焊的主要优点是整体加热，工作液蒸气可到达每一个角落，不管焊件的形状和尺寸如何，都能保证加热均匀；能够自然地精确控制加热温度，不会出现过热；加热迅速，效率高，对于一般的印制电路板钎焊时间为10～15s，即使大件也只需30～90s；饱和蒸气排除了空气，焊件氧化不明显，不需使用活性强的钎剂，甚至不用钎剂。因此质量好，可靠性大、生产率高，已广泛应用于电子器件的钎焊。气相钎焊的主要缺点是所用的加热液体介质为含氟物质，如操作不当，液体介质经热分解会产生有毒的氟化氢和异丁烯气体，对环境有破坏作用。此外，其价格昂贵，也不便于流水生产，且可选的介质品种不多，钎焊温度受限制，目前只适用于锡铅钎料的软钎焊。

1-412　什么是红外钎焊？

红外线的波长介于红光和微波之间，是肉眼不能看见的一种电磁波，它有显著的热效应。红外钎焊就是利用红外线辐射能来加热和熔化钎料的钎焊方法。红外线很容易被物体吸收，在通过有悬浮粒子的物质时不容易发生散射，具有较强的穿透能力。因此，在工业上被广泛用作热源。

1-413　什么是激光钎焊？

激光束是用激光器发射的高相干性的、几乎是单色的、高强度的细电磁辐射波束，它能聚焦在直径仅为1～10μm的小面积中，从而得到很高的能量密度（最小加热面积为10-7cm2，最大热流密度为109W/cm2）。激光钎焊是利用激光束优良的方向性和高功率密度的特点，通过光学系统将激光束聚集在很小的区域和很短的时间内使钎焊处形成一个能量密度高度集中的局部加热区，实现钎焊的一种方法，如图1-45所示。

1-414　热板传导加热法有哪些应用？

热板传导加热法一般都有预热、再流、冷却三个温区的作业顺序，适于高纯度氧化铝基板、陶瓷基板等导热性良好的电路板的单面贴装形式。普通覆铜箔层的压制板类电路板由于导热性能较差，钎焊效果不佳。通常情况下，热板钎焊大量应用在混合集成电路和厚膜电路的生产中。

1-415　热风钎焊的过程是怎样的？

热风钎焊的过程如图1-46所示，在再流区内可以分成若干温区，分别进行温度控制，以获得合适的温度曲线，必要时可向炉中充氮气，以减少钎焊过程中的氧化作用。热风钎焊的加热均匀、温度稳定，但设备投资较高。此法的生产容量大，适合于大批量生产。

1—加热器；2—冷却风扇；3—传送带；4—对流风扇；5—PCB组件

1-416　超声波去膜采用何种方法？

超声波去膜可以采用两种办法：一种是通过烙铁将超声波传入钎焊面上的液态钎料中，此方法最为简单，但生产率低，只适用于小件；另一种是将超声波装置连接于熔化钎料槽，工作时通过槽子把超声波传入钎料，需要钎焊的零件浸入钎料槽内。这种方式的优点是一次能涂敷全部表面，生产率高。但由于要振动整个钎料槽，要求大功率的超声设备。

1-417　为什么说超声波去膜主要用于铝的软钎焊？

超声波去膜主要用于铝的软钎焊，这是因为对此缺少可用的钎剂和气体介质来去膜，而超声波却能较好地满足此要求。钎焊温度高于400℃时，超声波的空化作用将对铝合金本身起破坏作用，因而不宜采用。此外，超声波去膜也可用于诸、硅、玻璃和陶瓷等难钎焊的材料。

1-418　什么是光束钎焊？

光束钎焊是利用氙灯的光辐射能进行钎焊加热的方法，其加热原理是：在椭圆反射器的第一个焦点位置放置氙灯作光源，它发出的强热光线经椭圆反射镜聚光，在其第二个焦点处形成高能量密度的光束，将待焊零件放置在第二个焦点处，照射到焊件表面的光辐射转变为热，即可进行钎焊。

1-419　光束钎焊有何优点？

光束钎焊方法具有下列优点：能量可无接触地传递给焊件，具有较大的灵活性；可以有效地加热钎焊各种材料而不受它们热物理性能和电磁性能的限制；在空气、保护气氛和真空中均可进行钎焊。但是由于受能量的限制，这种钎焊方法所能连接的焊件大小受到限制。

1-420　什么是电子束钎焊？

电子束具有很高的能量密度（最小加热面积为10-7cm2），最大热流密度可达5×108W/cm2，在它的聚焦点能使金属迅速地加热。电子束钎焊的加热原理与电子束焊相同，是利用在真空条件下，被磁的或静电的聚焦棱镜聚焦的电子流在强电场中高速地由阴极向阳极运动中，电子与零件的钎焊面（阳极）碰撞的动能转变为热能来实现钎焊加热。与电子束焊不同的是，钎焊要求的加热温度要低得多，因此通常采用扫描的或散焦的电子束。电子束钎焊与其他钎焊方法相比有重大的缺点，它要求使用高真空和高精度的操纵装置，设备复杂、钎焊过程生产率低、成本高。

1-421　在实际钎焊过程中，钎焊接头的形式外观是怎样的？

在实际钎焊过程中，钎焊接头的形式如图1-47所示。

1-422　同时进行钎焊和淬火的工艺过程主要有哪些？

在特殊场合下，钎焊和淬火可以在单一的感应加热过程中完成。例如，硬质合金刀头被钎焊到钢刀杆上，在钎焊同时钢刀杆被淬硬。钎焊和淬火的工艺过程如下。

①固定硬质合金刀头、钢杆和预置的钎料（涂有钎剂）。

②加热达到钎料流动的温度。

③冷却到钢杆的转变温度（取决于钢的类型，一般650℃或更低），同时钎焊接头凝固。

④在适当的淬火介质中淬火硬化。

⑤若有必要，回火至所需要的硬度。