铜及铜合金钎焊.ppt

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1、铜及铜合金钎焊钱乙余教授博士生导师哈尔滨工业大学材料科学与工程学院现代焊接生产技术国家重点实验室铜及铜合金铜及其合金具有优良的导电、导热性能、耐腐蚀性能和良好的加工成形性能，因而获得广泛的应用。铜及其合金通常可分为四大类：紫铜、黄铜、青铜和白铜。铜及铜合金的材料特性——紫铜紫铜是含铜量不低于99.5%的纯铜。根据含氧量不同可分为纯铜和无氧铜。紫铜表面可能形成Cu2O和CuO两种氧化物。室温下铜表面为Cu2O所覆盖；高温下的氧化皮分为两层，外层为CuO，内层为Cu2O。纯铜不能在含氢的还原性气氛中钎焊。铜及铜合金的材料特性——黄铜黄铜是指铜锌合金，它比紫铜具有高得多的强度、硬度和耐腐

2、蚀能力，并保持一定的韧性。性能和高耐腐蚀性能。黄铜金相图铜及铜合金的材料特性——黄铜铜及铜合金的材料特性——特殊黄铜锡黄铜：锡黄铜含w（Sn）约为1%,锡的存在并不影响表面氧化物的组成。锡黄铜的钎焊性与黄铜相当，容易钎焊。铅黄铜：铅黄铜中的铅在加热时会形成粘渣，破坏钎料的润湿作用和流动性。必须选合适的钎剂以保证流动性。锰黄铜：锰黄铜的表面由锌的氧化物和锰的氧化物组成。锰的氧化物比较稳定，比较难以去除，应采用活性强的钎剂以保证钎料的润湿性。铜及铜合金的材料特性——青铜青铜的种类比较多，加入的合金元素不同，其钎焊性也就不同。如加入的合金元素是锡元素，或一些少量的铬或镉元素，则对钎焊性影

3、响不大，一般较容易进行钎焊。如加入的合金元素是铝元素，尤其是铝含量较多时(达10%)，表面有铝的氧化物，难以去除，钎焊性变坏。必须采用专门的钎剂来进行钎焊。铜及铜合金的材料特性——青铜铜及铜合金的材料特性——青铜如加入的是硅元素形成硅青铜时，硅青铜对热脆和熔融钎料作用下的应力开裂相当敏感。如加入的合金元素是铍元素，虽然形成较稳定的BeO氧化物，但用常规钎剂还能满足去除氧化膜的要求。铜及铜合金的材料特性——青铜铜及铜合金的材料特性——白铜白铜是铜和镍的合金，它具有较好的综合力学性能。白铜含镍，选用钎料时应避免选用含磷的钎料，如铜磷钎料和铜磷银钎料。白铜对热裂和熔融钎料作用下的应力开裂

4、均甚敏感。白铜铜及铜合金的材料特性常用铜和铜合金的钎焊性硬钎料——银基钎料银基钎料的熔点适中，工艺性好，并具有良好的强度、韧性、导电性、导热性和抗腐蚀性，是应用极广的硬钎料。银基钎料的主要合金元素是铜、锌、镉和锡等元素。铜是最主要的合金元素，因添加铜可降低银的熔化温度，又不形成脆性相。硬钎料——银基钎料添加锌可进一步降低其熔化温度。加锡可使银铜锡合金的熔化温度降得很低，但熔化温度低的合金极脆，无实际使用价值。为了避免出现脆性，银铜锡钎料的含锡量一般不高于10%。为了进一步降低银基钎料的熔化温度可在银铜锌合金中加镉。硬钎料——铜磷钎料铜磷钎料由于工艺性能好，价格低，在钎焊铜和铜合金方

5、面得到广泛的应用。磷在铜中起两种作用：第一，磷能显著降低铜的熔点；第二，在空气中钎焊铜时起自钎剂作用。为进一步降低铜磷合金的熔化温度和改进其韧性，还可加入银。硬钎料——铜磷钎料锡可以提高Cu-6P合金的强度，但当含ω（Sn）量超过1%后，抗拉强度的变化是很小的；锡也可以改善Cu-6P合金的塑性，加1%ω(Sn)的合金延伸率最好，加锡量继续增加，延伸率又趋下降。为了进一步降低铜磷钎料的熔化温度，可在铜磷合金中同时加入锡和镍。硬钎料——铜磷钎料磷和铜磷银钎料只能用来钎焊铜和铜合金，不能用来钎焊钢、镍合金和含镍量大于10%的铜镍合金。这种钎料在加热慢时大都有偏析作用，应尽量采用快速加热的

6、钎焊的方法。铜磷钎料的化学成分和性能软钎料——锡基钎料使用Sn基钎料钎焊铜时，在钎料和母材界面上易形成金属间化合物Cu6Sn5，所以必须注意钎焊温度和保温时间。一般烙铁钎焊时，由于化合物层很薄，对接头性能没有大的影响。软钎料——锡基钎料用锡铅钎料钎焊时黄铜接头比用同样钎料钎焊的铜接头强度要高些，这是因为黄铜在液态钎料中的溶解比铜要慢，所以生成的脆性金属间化合物也较少所至。软钎料——锡基钎料钎料化学成分熔化温度抗拉强度伸长率SnAgSbCuHL60696.04.0--22153.0-Sn95Sb95.0-5.0-23339.243Sn92AgCuSb92.05.01.02.02504

7、9.02.3Sn85AgSb84.58.07.5-27080.48.8软钎料——铅基钎料钎料化学成分熔化温度PbAgSnHLAgPb9797.03.0-304-305HLAgPb97.5-1.097.51.51.0310-310HLAgPb92-5.5922.55.5287-296HLAgPb83.5-15-1.583.51.515.0265-270软钎料——镉基钎料镉基钎料化学成分及性能软钎料——无铅钎料钎焊铜管用无铅钎料部分软钎料钎焊铜及黄铜接头的强度硬钎剂现有硬