碳钢和低合金钢的钎焊(上)

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　　1钎焊性

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　　碳钢和低合金钢的钎焊性很大程度上取决于材料表面上所形成氧化物的种类。随着温度的升高，在碳钢的表面上会形成Y-Fe2O3、a-Fe2O3、Fe3O4和FeO四种类型的氧化物。这些氧化物除了Fe3O4之外都是多孔和不稳定的，它们都容易被钎剂所去除，也容易被还原性气体所还原，因而碳钢具有很好的钎焊性。

　　对低合金钢而言，如果所含的合金元素相当低，则材料表面上所存在的氧化物基本上是铁的氧化物，这时的低合金钢具有与碳钢一样的钎焊性。如果所含的合金元素增多，特别是象A1和Cr这样易形成稳定氧化物的元素的增多，会使低合金钢的钎焊性变差，这时应选用活性较大的钎剂或露点较低的保护气体进行钎焊。

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　　2钎焊材料

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　　 (1)钎料碳钢和低合金钢的钎焊包括软钎焊和硬钎焊。软钎焊中应用最广的钎料是锡铅钎料，这种钎料对钢的润湿性随含锡量的增加而提高，因而对密封接头宜采用含锡量高的钎料。锡铅钎料中的锡与钢在界面上可能形成Fe-Sn金属间化合物层，为避免该层化合物的形成，应适当控制钎焊温度和保温时间。几种典型的锡铅钎料钎焊的碳钢接头的抗剪强度如表1所示，其中以w(Sn)为50%的钎料钎焊的接头强度最高，不含锑的钎料所焊的接头强度比含锑的高。

　　 碳钢和低合金钢硬钎焊时，主要采用纯铜、铜锌和银铜锌钎料。纯铜熔点高，钎焊时易使母材氧化，主要用于气体保护钎焊和真空钎焊。但应注意的是钎焊接头间隙宜小于0.05mm，以免产生因铜的流动性好而使接头间隙不能填满的问题。用纯铜钎焊的碳钢和低合金钢接头具有较高的强度，一般抗剪强度在150～215MPa范围内，而抗拉强度分布在170～340MPa之间。

　　表1锡铅钎料焊的碳钢接头的抗剪强度

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　　表2银铜锌料钎焊的低碳钢接头的强度

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　　与纯铜相比，铜锌钎料因Zn的加入而使钎料熔点降低。为防止钎焊时Zn的蒸发，一方面可在铜锌钎料中加入少量的Si，另一方面必须采用快速加热的方法，如火焰钎焊、感应钎焊和浸沾钎焊等。采用铜锌钎料钎焊的碳钢和低合金钢接头都具有较好的强度和塑性。例如用B—Cu62Zn钎料钎焊的碳钢接头抗拉强度达420MPa，抗剪强度达290MPa。银铜锌钎料的熔点比铜锌钎料的熔点还低，便于钎焊的操作。这种钎料适用于碳钢和低合金钢的火焰钎焊、感应钎焊和炉中钎焊，但在炉中钎焊时应尽量降低Zn的含量，同时应提高加热速度。采用银铜针钎料焊碳钢和低合金钢，可获得强度和塑性均较好的接头，具体数据列于表2中。