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          藥芯焊絲氣保焊的保護(hù)氣的選擇
            藥芯焊絲氣保焊的保護(hù)氣的選擇  藥芯焊絲氣保焊(簡稱FCAW-G)是一種應(yīng)用非常廣泛的焊接工藝。它廣泛應(yīng)用于重型制造、建筑、造船、海上設(shè)施等行業(yè)中低碳鋼、低合金鋼和其它各種合金材料的焊接。FCAW-G焊接工藝經(jīng)常采用100%的純CO2或者75%~80%的Ar和20%~25%的CO2混合氣體作為保護(hù)氣?! ∧敲丛趯?shí)施藥芯焊絲氣保焊時(shí),究竟該選擇哪一種保護(hù)氣,CO2還是Ar/CO2混合氣呢?每種類型的保護(hù)氣都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺陷。選擇焊接保護(hù)氣的時(shí)候,要**考慮成本、質(zhì)量、生產(chǎn)率等因素。有時(shí)候保護(hù)氣的選擇和這些因素是相矛盾的。本文主要闡述了FCAW-G在焊接鋼材中兩種基本保護(hù)氣選擇的優(yōu)缺點(diǎn)?! ≡诰唧w討論保護(hù)氣選擇利弊之前,**好回顧一些基本知識。需要說明的是本文只是討論少數(shù)幾種保護(hù)氣。更**的介紹,請參考ANSI/AWSA5.32/A5.32M,焊接保護(hù)氣規(guī)范中具體規(guī)定了保護(hù)氣的技術(shù)要求,包括試驗(yàn)、包裝、鑒定、驗(yàn)收等方面。此外,它還包括焊接過程中通風(fēng)透氣等一些有用信息,**考慮安全要求。  保護(hù)氣工作原理  所有保護(hù)氣的一個主要作用是隔絕空氣中氧氣、氮?dú)夂退魵猓Wo(hù)焊接熔池和電極。保護(hù)氣通過焊槍進(jìn)入,從焊嘴噴出,包圍在電極的四周,置換掉電極四周的空氣,在熔池和電弧四周形成一個臨時(shí)的保護(hù)氣罩。CO2氣體和Ar/CO2混合氣都能實(shí)現(xiàn)這個目的?! ∵@些保護(hù)氣促進(jìn)了電弧等離子區(qū)的形成,電弧等離子區(qū)是焊接電弧的電流通道。保護(hù)氣類型也影響著電弧熱的傳導(dǎo)以及在熔池上施加電弧力大小。在這些問題上,CO2和Ar/CO2混合氣的表現(xiàn)并不相同。  保護(hù)氣的特點(diǎn)  CO2和Ar在電弧熱中的反應(yīng)各異分析這些差異能幫助了解每種氣體的特性是如何影響焊接工藝和焊接熔敷的。  電離電勢:電離電勢是氣體電離所需能量的大?。ū热纾瑢怏w轉(zhuǎn)換成帶電的離子狀態(tài)),使氣體能夠?qū)щ?。電離電勢越低,電弧越輕易引燃并保持穩(wěn)定。CO2的電離電勢為14.4eV,Ar的電離電勢為15.7eV。因此,CO2保護(hù)氣比Ar保護(hù)氣更輕易引燃電弧?! 醾鲗?dǎo)。氣體的熱傳導(dǎo)是指氣體傳導(dǎo)熱能的能力大小,它的好壞將影響到熔滴過渡的方式(比如射流過渡和大滴過渡)、電弧外形、焊縫熔深和電弧溫度分布等。CO2氣體比Ar氣和Ar/CO2混合氣體具有更高的熱傳導(dǎo)能力?! 》磻?yīng)性:氣體的反應(yīng)性是指氣體是否與熔融的焊接熔池發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。氣體可以大體分成兩類:惰性氣體和活性氣體。惰性氣體,在焊接熔池中不和其它元素發(fā)生反應(yīng)。Ar就屬于惰性氣體。活性氣體,在焊接熔池中會與其它元素結(jié)合或反應(yīng),形成新的化合物。在室溫下,CO2屬于惰性氣體,但在電弧等離子區(qū),CO2會被分解,形成一氧化碳(CO),氧氣(O2)和一些獨(dú)立的氧原子(O)。因此,CO2在電弧下就變成了活性氣體,能夠與其它金屬發(fā)生氧化。Ar/CO2混合氣體也屬于活性氣體,不過比CO2的活性要低?! ‘?dāng)其它焊接規(guī)范參數(shù)一致時(shí),不同的保護(hù)氣產(chǎn)生的焊接煙塵大小也不同。具體說,與CO2保護(hù)氣相比,Ar/CO2保護(hù)氣產(chǎn)生焊接煙塵較少,這是因?yàn)镃O2具有氧化性。此外,由于具體的焊接場合和焊接順序的不同,焊接煙塵的多少也不一樣?! 《栊詺怏w介紹  盡管惰性氣體能夠?yàn)楹附尤鄢靥峁┍Wo(hù),但它們本身卻并不適合鐵基金屬(比如低碳鋼、低合金鋼、不銹鋼等)藥芯焊絲氣保焊的焊接。比如,假如僅用Ar作為保護(hù)氣焊接不銹鋼,焊縫性能會變得非常差。這是因?yàn)椴捎枚栊詺怏w保護(hù)會造成電弧長度加長和焊條外部鋼皮過早熔化。電弧范圍增大且難以控制,導(dǎo)致焊縫堆積。因此,采用藥芯焊絲氣保焊焊接鐵基母材金屬時(shí),通常采用惰性氣體與活性氣體相結(jié)合的混合氣體保護(hù)?! O2/Ar混合氣體介紹  在北美,不銹鋼藥芯焊絲氣保焊的焊接常采用Ar/CO2混合氣體作為保護(hù)氣,其中Ar占75%和CO2占25%。有時(shí)也采用80%的Ar和20%的CO2混合,不過這種混合比例不常用。有一些氣保護(hù)藥芯焊絲需要采用90%的Ar和10%的CO2混合氣進(jìn)行保護(hù)。但是,假如混合保護(hù)氣中的Ar含量小于75%時(shí),就會對電弧性能產(chǎn)生破壞,因此必須確保保護(hù)氣中Ar的百分比。此外,Ar/CO2非標(biāo)準(zhǔn)百分比配置的混合氣罐通常要比標(biāo)準(zhǔn)百分比配置混合氣罐(比如75%Ar/25%CO2或80%Ar/20%CO2)更難獲取?! ∮捎贑O2的活性本質(zhì),當(dāng)采用Ar/CO2混合氣體保護(hù)進(jìn)行藥芯焊絲保護(hù)焊時(shí),比采用單純的CO2氣體保護(hù),焊條合金在焊縫金屬中的熔敷程度更高。這是因?yàn)镃O2和合金發(fā)生反應(yīng),生成氧化物,與焊劑中的氧化物一起,形成熔渣。焊條的藥芯必須包括一些活性元素,比如錳(Mn)和硅(Si)等,除了其它的用途外,還可用作脫氧劑。這些合金的一部分和CO2電離獲得的游離氧發(fā)生反應(yīng),生成氧化物滯留在熔渣中而不是滯留在焊縫金屬中。因此,采用Ar/CO2混合氣體比采用CO2氣體保護(hù)的焊接熔敷金屬中的Mn和Si含量更高。  焊接熔敷金屬中Mn和Si含量越高,焊縫強(qiáng)度就越高,焊縫延伸率就越低,同時(shí)夏普V型缺口沖擊韌性也會隨之改變。簡單地將保護(hù)氣從CO2換成Ar/CO2混合氣體,拉伸和屈服強(qiáng)度就會提高7~10ksi,延伸率下降2%。理解這一點(diǎn)非常重要,隨著保護(hù)氣中Ar含量的增加,焊縫強(qiáng)度會增加,韌性會降低?! ∮捎诒Wo(hù)氣會影響焊縫的**終性能,AWSD1.1/D1.1M:2008,鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程規(guī)定了確保焊縫性能的一系列具體要求。對于所有的焊接來說,保護(hù)氣的選擇必須與AWSA5.32/A5.32M的標(biāo)準(zhǔn)一致。FCAW-G的焊接消耗品(A5.20/A5.20M和A5.29/A5.29M)的AWS分類規(guī)定了焊縫熔敷金屬的強(qiáng)度上限。所選擇的焊接保護(hù)氣必須確保焊接結(jié)果不超過這些規(guī)定的強(qiáng)度上限,這也取決于焊條和焊接工藝的設(shè)計(jì)。對于未修改前焊接工藝規(guī)范,D1.1:2008要求具體的填充物和保護(hù)氣組成支持測試數(shù)據(jù)?! 1.1:2008的3.7.3條目規(guī)定了兩種支持形式:一種是保護(hù)氣的使用用于焊條分類目的;一種是填充金屬制造商的數(shù)據(jù)與AWSA5要求一致,且與WPS規(guī)定的保護(hù)氣一致。假如這兩種條件都不滿足,D1.1:2008要求混合保護(hù)氣要進(jìn)行評定試驗(yàn)?! 「鶕?jù)氣體類型對填充金屬分類  從2005年開始,美國焊接協(xié)會的藥芯填充金屬分類就將保護(hù)氣類型編入焊條的分類符號中。低碳鋼FCAW-G焊條的AWS編號為EXXT-XX,**后一位符號就是指保護(hù)氣類型。假如**后一位為C,就代表保護(hù)氣為CO2;假如為M,代表Ar/CO2混合氣體(比如,E71T-1C或E71T-1M)。對于低合金鋼焊條,保護(hù)氣符號與規(guī)定符號**后的熔敷金屬成分符號一致(比如E81T1-Ni1C)。相反,自保護(hù)藥芯焊條,不需要任何保護(hù)氣,在它的分類編號中也就沒有保護(hù)氣體的代號(比如E71T-8)。  一些焊條只能用CO2進(jìn)行保護(hù)。還有一些焊條只能用Ar/CO2混合氣體保護(hù)。還有一些焊條可以同時(shí)選用CO2氣體或Ar/CO2混合氣體保護(hù),在這種情況下,焊條必須滿足兩種分類要求?! CAW-G保護(hù)氣的選擇  進(jìn)行藥芯焊絲焊接時(shí),是選擇CO2氣體保護(hù)還是選擇Ar/CO2混合氣體保護(hù)需要考慮以下三個方面。  1)保護(hù)氣的成本  通常,焊接總成本中有80%屬于人工和治理開支,20%屬于材料成本,其中保護(hù)氣的成本大約占材料成本的1/4,或者說占焊接總成本的5%。假定保護(hù)氣的成本是**的決定因素,那么通過用CO2保護(hù)氣替代Ar/CO2混合保護(hù)氣的方式可以大大降低焊接成本。然而,通常其它成本也影響著焊接總成本,這將隨后討論?! O2比Ar/CO2便宜,因?yàn)樗梢缘统杀精@得。世界上CO2的資源廣泛而豐富。CO2通常可以通過其它工藝的副產(chǎn)品獲得。對焊接工業(yè)來說,一方面可以通過天然氣體的加工或分離獲得CO2,另一方面也可以通過空氣獲得CO2。因?yàn)锳r在大氣中的含量不到1%,需要加工和處理大量的空氣才能提取一定量的Ar,并且需要專門的空氣分離裝置來處理空氣??諝夥蛛x裝置耗費(fèi)大量的電力,也需要放置在專門的區(qū)域?! ?)焊工的偏好和生產(chǎn)率的影響  當(dāng)采用相同類型和大小的焊絲進(jìn)行焊接時(shí),采用Ar/CO2保護(hù)氣比單純采用CO2保護(hù)氣焊接時(shí)所獲得電弧更平穩(wěn)、更弱,飛濺更小,因此深受焊工的喜愛。CO2保護(hù)氣施焊時(shí)焊接電弧輕易產(chǎn)生大的熔滴過渡(熔滴通常大于焊絲直徑),導(dǎo)致電弧不穩(wěn)定,不連續(xù),飛濺較大。Ar/CO2混合氣體保護(hù)飛濺過渡的熔滴較小(熔滴通常小于焊絲直徑),導(dǎo)致電弧更加穩(wěn)定連續(xù),飛濺小?! r/CO2混合氣體保護(hù)的另一個特點(diǎn)也增加了焊工們對它的喜愛程度,與使用CO2保護(hù)氣施焊相比,它的熱傳導(dǎo)能力較低,因此它能保持熔池的熱度和液態(tài)程度。這能使熔池的反應(yīng)更徹底,焊縫焊趾部分更輕易熔化充分。當(dāng)進(jìn)行非凡位置焊接時(shí)(比如上坡焊或仰焊時(shí)),采用Ar/CO2具有更大的吸引力,因?yàn)榧夹g(shù)欠佳的焊工也能很好控制電弧,提高焊接生產(chǎn)率。  采用Ar/CO2混合氣體保護(hù)焊接時(shí),由于Ar含量較高,它比CO2保護(hù)氣焊接時(shí)向焊工放射更多的熱量。這就意味著焊工焊接時(shí)感覺更熱。此外,焊槍也會更熱(Ar/CO2保護(hù)氣下焊槍的占空比要比CO2保護(hù)氣的占空比低),這就要求采用更大的焊槍或者要求同型號焊槍及其易損組件的更換更加頻繁。  3)焊接質(zhì)量  正如前面討論的一樣,使用Ar/CO2混合保護(hù)氣體與使用CO2保護(hù)氣施焊相比,它能保持熔池的熱度和液態(tài)程度,使熔池的反應(yīng)更徹底,焊縫焊趾部分更輕易熔化充分。因此,它大大提高了焊縫成形能力和焊縫質(zhì)量?! 〈送?,Ar/CO2混合氣保護(hù)施焊時(shí)飛濺小,焊縫質(zhì)量大大提高,同時(shí)降低了焊后清理的時(shí)間和成本。較低的飛濺量也改善了超聲波焊縫檢測的成本,因?yàn)轱w濺過多的話,為確保超聲波檢測的準(zhǔn)確性,必須要事先清理飛濺。  另外一個影響焊縫外觀外形的質(zhì)量問題是保護(hù)氣對氣痕的敏感性。氣痕,類似蚯蚓爬痕或小雞抓痕的缺陷,是一些有時(shí)會分布在焊縫表面的小溝槽。他們是由焊縫金屬中溶解的氣體導(dǎo)致的,這些氣體在熔池凝固前移出,卻被滯留在凝固的熔渣下面?! r/CO2混合氣體保護(hù)比單純CO2氣體保護(hù)具有更高的氣痕敏感性。Ar/CO2保護(hù)氣體的飛濺過渡特點(diǎn)導(dǎo)致產(chǎn)生大量的細(xì)小熔滴,這增加了熔滴的表面區(qū)域,導(dǎo)致焊縫金屬溶解大量的氣體。除了保護(hù)氣類型會影響氣痕的敏感性外,還有其他一些因素,但它們不屬于本文討論范圍之內(nèi)。一些主要應(yīng)用場合的常用保護(hù)氣體  多年以來,一些主要場合的FCAW-G的保護(hù)氣已經(jīng)逐漸形成標(biāo)準(zhǔn)。比如,在平焊和橫焊的高熔敷焊接應(yīng)用場合,通常采用CO2氣保護(hù),因?yàn)樵谶@些焊接位置,Ar/CO2混合氣體保護(hù)并不具有太大優(yōu)勢?! ≡齑瑯I(yè)也通常喜歡用CO2氣體保護(hù),因?yàn)镃O2氣體保護(hù)的電弧特性能更好地?zé)裟覆牡灼?。北美的海上建筑業(yè),下向焊焊接T型、Y型和K型連接坡口焊縫時(shí)都需要光滑的焊縫外形和較小的焊接飛濺,因此采用Ar/CO2混合氣體保護(hù)更適合。假如在施工車間里采用不止一種氣保焊工藝,比如說GMAW和FCAW-G,通常將兩種工藝的保護(hù)氣標(biāo)準(zhǔn)化。有時(shí),為了獲得更好的飛濺率和脈沖電弧過渡,許多廠家也選擇Ar/CO2混合氣體保護(hù)進(jìn)行GMAW焊接?! 〗Y(jié)束語  當(dāng)為FCAW-G應(yīng)用選擇保護(hù)氣時(shí),不應(yīng)該只考慮氣體的成本,而是應(yīng)該考慮本文所討論的三個方面。每種氣體類型如何影響總的焊接成本?哪種氣體能夠降低每米焊縫的成本?一些廠商發(fā)現(xiàn)Ar/CO2混合氣體保護(hù)可以提高焊縫質(zhì)量和生產(chǎn)率。另外一些廠商認(rèn)為Ar/CO2混合氣體保護(hù)焊的優(yōu)點(diǎn)并不理想或者并不及CO2氣體保護(hù)的焊接成本低。然而對另外一些廠商來說,CO2成本低廉,應(yīng)用于它們的某些焊接場合非常合適。對于FCAW-G工藝的用戶來說,如何選擇保護(hù)氣應(yīng)根據(jù)這種氣體是如何影響焊接操作的成本、質(zhì)量和生產(chǎn)率來確定。一旦選定了保護(hù)氣,F(xiàn)CAW-G的焊條應(yīng)該適合這種氣體的焊接。
          關(guān)于不銹鋼的釬焊知識
            關(guān)于不銹鋼的釬焊知識  不銹鋼定義是主要加鉻元素使鋼處鈍化狀態(tài),就是具有不銹特性的鋼。不銹鋼是主要為Cr-Fe系和Cr-Fe-Ni系三元合金。鐵是基體,鉻是主要的合金元素。為了使鋼具有不銹的特性,ω(Cr)必須高于12%。此時(shí),鋼的表面能迅速形成致密的Cr2O3氧化膜,使鋼的電極電位和氧化介質(zhì)中的耐腐蝕性發(fā)生突變性提高。在非氧化介質(zhì)(HCl、H2SO4)中,其實(shí)鉻的作用并不明顯,除鉻外,不銹鋼中還須加入能使鋼鈍化的Ni、Mo等元素,加入合金元素基本上分為兩類:  一類是形成或者穩(wěn)定奧氏體的元素:如碳。鎳、錳、氮等,其中碳和氮使用程度**大;另一類是縮小或者封閉γ相即形成鐵素體的元素:如鉻、硅、鉬、鈦、鈮、鋁等。由于合金元素的不同,不銹鋼在溫室下呈現(xiàn)不同的組織。根據(jù)其組織不同,不銹鋼可分為鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、奧氏體-鐵素體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼?! ≡诟鞣N類型的不銹鋼中奧氏體不銹鋼的應(yīng)用**為廣泛,品種也**。由于奧氏體不銹鋼的Cr、Ni含量較高,因此在氧化性、中性以及弱還原性介質(zhì)中均具有良好的耐腐蝕性。奧氏體不銹鋼的塑韌性優(yōu)良,冷熱加工性能俱佳,因而廣泛應(yīng)用于建筑裝飾、食品工業(yè)、醫(yī)療器械、紡織印染設(shè)備、石油、化工、原子能、航空和航天等工業(yè)領(lǐng)域。  為突出對比性,特列出鋼碳的相應(yīng)的物理性能。碳鋼密度與不銹鋼差別不大。電阻率則按碳鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼順序遞增。奧氏體不銹鋼的電阻率可達(dá)碳鋼的5倍左右。奧氏體不銹鋼的線脹系數(shù)比碳鋼的約大50%,而馬氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的線脹系數(shù)大體上和碳鋼的相等。奧氏體不銹鋼的熱導(dǎo)率比碳鋼的低,僅為其1/3左右?! ×矶惒讳P鋼的熱導(dǎo)率為碳鋼的1/2左右。  不銹鋼的釬焊性  1、表面氧化膜。如上所述,不銹鋼除含主要合金元素鉻外,往往還含鎳、錳、鈦、鉬、鈮、鋁等元素。在表面上形成的主要氧化物有Me2O3(Me=Fe、Ni、Cr、Mn、Ti)和MeO·Me”2O3(Me’=Fe、Ni、Mn;Me”=Cr、Fe、Ni、Mn、Ti)兩大類。其中Cr2O3和TiO2相當(dāng)穩(wěn)定,比較難以去除。在空氣中釬焊時(shí)必須采用活性強(qiáng)的釬劑以清除這些氧化物;在保護(hù)氣氛中釬焊時(shí),只有在低**的高純氣氛和足夠高的溫度下氧氣膜才能被還原;真空釬焊時(shí),要求良好的真空度(10-2Pa以上)和足夠高的溫度,才能取得良好的效果。  2、釬焊加熱溫度。對鐵素體不銹鋼來說,只要釬焊加熱溫度不使其晶粒發(fā)生猛烈長大,即可認(rèn)為合適。對馬氏體不銹鋼來說,釬焊加熱溫度對性能的影響極大,因?yàn)轳R氏體不銹鋼是在淬火回火狀態(tài)下使用的。馬氏體不銹鋼的釬焊加熱溫度有兩種選擇:一種是釬焊加熱溫度與淬火溫度相匹配。例如對1Crl3和2Crl3不銹鋼來說,選擇1000~1050℃的釬焊加熱溫度,釬焊完畢后快速冷卻,達(dá)到母材淬火的目的,然后再進(jìn)行回火,這樣可以獲得**佳的綜合力學(xué)性能?! ×硪环N是將釬焊溫度選擇在低于鋼的回火溫度,例如對lCrl3不銹鋼來說低于700℃。這樣,已淬火回火的母材在釬焊過程中也不會發(fā)生軟化現(xiàn)象,母材仍保持原有的綜合性能。對奧氏體不銹鋼來說釬焊加熱溫度不宜過高。當(dāng)釬焊溫度高于1150℃時(shí),晶粒開始猛烈長大。奧氏體不銹鋼晶粒一旦長大,就不能再用熱處理方法使其晶粒細(xì)化。所以在選擇釬料和釬焊工藝參數(shù)時(shí),應(yīng)避免在1150℃以上長時(shí)間加熱。不含穩(wěn)定元素鈦或鈮而含碳量又較高的奧氏體不銹鋼,如lCrl8Ni9、2Crl8Ni9等,當(dāng)停留在500~750℃范圍內(nèi)時(shí),碳化鉻將沿晶界析出,造成晶界貧鉻,在腐蝕介質(zhì)中使用極易產(chǎn)生晶間腐蝕。因此這類鋼應(yīng)避免在此溫度區(qū)間內(nèi)釬焊。奧氏體-鐵素體鋼的釬焊加熱溫度同樣不宜過高,以免晶粒長大。沉淀硬化不銹鋼的釬焊加熱溫度的選擇原則上與馬氏體不銹鋼相同,即釬焊加熱溫度必須與鋼的熱處理制度相匹配,以獲得**佳力學(xué)性能。  3、奧氏體不銹鋼有應(yīng)力開裂的傾向,應(yīng)在去除內(nèi)應(yīng)力的狀態(tài)下進(jìn)行釬焊?! 〔讳P鋼的表面準(zhǔn)備  不銹鋼表面的清洗方法包括氣相除油;溶劑氫氧化鈉除油;噴吵或噴丸;用鋼絲刷或不銹鋼棉擦拭或砂布打磨和酸洗等。對于批量生產(chǎn)的工件可以用以下酸洗液清洗(質(zhì)量分?jǐn)?shù)):  1、10%H2SO4,15%HCl,5%HNO3,余量水。酸洗溫度100℃,酸洗時(shí)間30s。然后用15%HNO3水溶液作為光澤處理,溶液溫度100℃,時(shí)間約10s?! ?、10%HNO3,6%H2SO4,50g/LHF的水溶液,酸洗溫度20℃,酸洗時(shí)間10min。酸洗后用60~70℃的熱水仔細(xì)洗滌10min,然后在60~70℃的熱空氣中干燥?! ?、15%HNO3,50g/LNaF,85%的H2O溶液,室溫下浸蝕5~10min,然后用熱水洗滌,再在100~120℃溫度下烘干?! ?*種溶液適用于厚件表面的厚氧化皮。后兩種溶液用于薄件表面的薄氧化膜。酸洗應(yīng)嚴(yán)格按工藝規(guī)程進(jìn)行以免產(chǎn)生過腐蝕。  不銹鋼的軟釬焊:軟釬焊的釬焊溫度低,對不銹鋼性能本身的影響極小。軟釬焊主要用錫鉛釬料,以錫含量高的錫鉛釬料為宜,如HLSn63Pb、HLSn60Pb、HLSn50Pb和HLSn40Pb,因?yàn)檫@些釬料的潤濕性好。也可用錫銀釬料。釬劑的選擇是關(guān)鍵。必須采用活性強(qiáng)的釬劑以去除表面的氧化膜?! 〕S玫拟F劑有兩種:一種是正磷酸水溶液(H3PO4960g,H2O445g);  另一種是氯化鋅鹽酸水溶液(ZnCl21360gNH4C1140g,HCl85g,H2O4L)。磷酸水溶液的活性時(shí)間短,必須采用快速加熱的釬焊方法。釬劑殘?jiān)哂袕?qiáng)腐蝕性,釬焊后必須清洗干凈。
          釬焊加工原理
            1.釬焊加工原理  釬焊是依靠釬料的熔化、流動和凝固形成致密焊縫、牢固接頭材料連接的方法,在釬焊過程中僅靠釬料的熔化形成冶金結(jié)合,而不是靠將要連接部件的熔化,是十分獨(dú)特的工藝?! ♀F焊接頭形成可以理解為母材被釬料潤濕后,依靠毛細(xì)現(xiàn)象導(dǎo)致液體釬料流動,使液態(tài)金屬填充接頭間隙?! ?、釬焊方法分類  根據(jù)不同的特征和標(biāo)準(zhǔn),釬焊方法有以下幾種分類方式。  按照所采用釬料的熔點(diǎn)可將釬焊分為兩類,釬料熔點(diǎn)低于450℃時(shí)稱為軟釬焊,高于450℃時(shí)稱為硬釬焊。  按照熱源種類和加熱方法的不同可分為火焰釬焊、爐中釬焊、感應(yīng)釬焊、電阻釬焊以及超聲波釬焊等?! 《⑩F焊用釬料  1、對釬料的基本要求  ①具有適當(dāng)?shù)娜埸c(diǎn),釬料的熔點(diǎn)比母材的熔點(diǎn)至少低幾十度?! 、诰哂辛己玫臐櫇裥裕茉谀覆谋砻鏉櫇皲佌共⒊浞痔顫M釬縫間隙。③能與母材發(fā)生溶解、擴(kuò)散等相互作用,并形成牢固的冶金結(jié)合。④應(yīng)具有穩(wěn)定和均勻的成分?! 、莸玫降拟F焊接頭應(yīng)能滿足使用要求。  2、釬料分類  通常按熔化溫度來劃分釬料,熔化溫度低于450℃的稱為軟釬料,高于450℃的稱為硬釬料,高于950℃的稱為高溫釬料?! ∮测F料根據(jù)組成釬料的主要元素不同,分為鋁基、銅基、銀基等?! ?、釬料選擇的影響因素 ?、兮F焊母材:考慮母材與釬料的相互作用以及母材的熱處理  ②加熱方式:快速加熱與慢速加熱對釬料的選擇 ?、酃ぜ褂靡螅汗ぜ透g性或抗氧化性和在工作溫度下的合適強(qiáng)度 ?、茆F焊溫度:在指定的釬焊溫度下,應(yīng)選擇具有**低釬焊溫度的釬料 ?、萁宇^設(shè)計(jì):部件體積、接頭長度和接頭間隙對釬料的選擇 ?、掴F料形狀:釬料能適應(yīng)特定場合需要釬料的外形 ?、呓宇^外觀要求:釬料能滿足接頭的美觀要求⑧施工安全:避免有毒元素
          釬劑的分類及特點(diǎn)?
            釬焊技術(shù)是采用比母材熔點(diǎn)低的材料作釬料,將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)但低于母材熔化的溫度(使母材仍保持為固態(tài)),利用液態(tài)釬料的潤濕作用填充接頭間隙,與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)被焊工件連接的一種方法。與熔焊相比,釬焊的優(yōu)點(diǎn)是加熱溫度低、工件變形小、接頭平整美觀、可連接不同的材料、生產(chǎn)效率高等;缺點(diǎn)是釬焊接頭強(qiáng)度低、接頭裝配要求高,應(yīng)保證嚴(yán)格的裝配間隙。?  1.?釬焊方法的分類?  釬焊接頭的質(zhì)量與所選用的釬焊方法、釬焊材料(釬劑、釬料等)和工藝參數(shù)等有關(guān)。按照不同的特征和標(biāo)準(zhǔn),釬焊方法有以下幾種分類方法。? ?、侔凑账捎免F料的熔點(diǎn)???可分為軟釬焊和硬釬焊,釬料熔點(diǎn)低于450℃時(shí)稱為軟釬焊,高于450℃時(shí)稱為硬釬焊。? ?、诎凑这F焊溫度的高低???可分為高溫釬焊、中溫釬焊和低溫釬焊,溫度的劃分是相對于母材熔點(diǎn)而言。例如,對鋼件來說,加熱溫度高于800℃稱為高溫釬焊,550~800℃之間稱為中溫釬焊,加熱溫度低于550℃稱為低溫釬焊;但對于鋁合金來說,加熱溫度高于450℃稱為高溫釬焊,300~450℃之間稱為中溫釬焊,加熱溫度低于300℃稱為低溫釬焊。? ?、郯凑諢嵩捶N類和加熱方法的不同???可以分為火焰釬焊、爐中釬焊、感應(yīng)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。? ?、馨凑杖コ覆谋砻嫜趸さ姆绞???可以分為釬劑釬焊、無釬劑釬焊、自釬劑釬焊、氣體保護(hù)釬焊及真空釬焊等。? ?、莅凑战宇^形成的特點(diǎn)???可分為毛細(xì)釬焊和非毛細(xì)釬焊。液態(tài)釬料依靠毛細(xì)作用填入釬縫的情況稱為毛細(xì)釬焊;毛細(xì)作用在釬焊接頭形成過程中不起主要作用的稱為非毛細(xì)釬焊。接觸反應(yīng)釬焊和擴(kuò)散釬焊是**典型的非毛細(xì)釬焊過程。? ?、薨凑毡贿B接的母材或釬料的不同???可分為鋁釬焊、不銹鋼釬焊、鈦合金釬焊、高溫合金釬焊、陶瓷釬焊、復(fù)合材料釬焊,以及銀釬焊、銅釬焊等?! ♀F焊熔劑(釬劑)是釬焊過程中用的熔劑,與釬料配合使用,是保證釬焊過程順利進(jìn)行和獲得致密接頭不可缺少的。釬劑的作用是清除熔融釬料和母材表面的氧化物,保護(hù)釬料及母材表面不被繼續(xù)氧化,改善釬料對母材的潤濕性能,促進(jìn)界面活化,使其能順利地實(shí)現(xiàn)釬焊過程。釬劑與釬料的合理選用對釬焊接頭的質(zhì)量起關(guān)鍵作用。?  2.1??對釬劑的基本要求?  a、釬劑的熔點(diǎn)和**低活性溫度比釬料低,在活性溫度范圍內(nèi)有足夠的流動性。在釬料熔化之前釬劑就應(yīng)熔化并開始起作用,去除釬縫間隙和釬料表面的氧化膜,為液態(tài)釬料的鋪展?jié)櫇駝?chuàng)造條件。?  b、應(yīng)具有良好的熱穩(wěn)定性,使釬劑在加熱過程中保持其成分和作用穩(wěn)定不變。一般說來釬劑應(yīng)具有不小于100℃的熱穩(wěn)定溫度范圍。?  c、能很好地溶解或破壞被釬焊金屬和釬料表面的氧化膜。釬劑中各組分的汽化(蒸發(fā))溫度比釬焊溫度高,以避免釬劑揮發(fā)而喪失作用。?  d、在釬焊溫度范圍內(nèi)釬劑應(yīng)黏度小、流動性好,能很好地潤濕釬焊金屬、減少液態(tài)釬料的界面張力。?e、熔融釬劑及清除氧化膜后的生成物密度應(yīng)較小,有利于上浮,呈薄膜層均勻覆蓋在釬焊金屬表面,有效地隔絕空氣,促進(jìn)釬料潤濕和鋪展,不致滯留在釬縫中形成夾渣。?  f、熔融釬劑殘?jiān)粦?yīng)對釬焊金屬和釬縫有強(qiáng)烈的腐蝕作用,釬劑揮發(fā)物的毒性小。?  2.2??釬劑的分類?  釬劑的組成物質(zhì)主要取決于所要清除氧化物的物理化學(xué)性質(zhì)。構(gòu)成釬劑的組成物質(zhì)可以是單一組元(如硼砂、氯化鋅等),也可以是多組元系統(tǒng)。多組元系統(tǒng)通常由基體組元、去膜組元和活性組元組成。
          釬焊的技術(shù)特點(diǎn)
            1.釬焊的技術(shù)特點(diǎn)  優(yōu)點(diǎn): ?。?)加熱溫度較低 ?。?)焊件變形小,尺寸精確高 ?。?)可焊異種金屬或材料 ?。?)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(fù)雜,開敞性差的材料焊件  缺點(diǎn):  (1)接頭強(qiáng)度低 ?。?)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**明顯的優(yōu)點(diǎn):母材不化釬料化。釬焊較適宜連接精密、微型、復(fù)雜、多釬縫、異類材料的焊件?! ♀F料分類軟釬料:熔點(diǎn)<450℃,易熔釬料,軟釬料可分為:Bi、Zn、In、Sn、Pb、Cd基類釬料  硬釬料:熔點(diǎn)>450℃,難熔釬料,硬釬料可分為:Al、Ag、Cu、Mn、Ni基類釬料  純銅釬料特點(diǎn):  1)熔點(diǎn):1083℃焊接溫度高tB:1100~1150℃晶粒易長大  2)必須在保護(hù)氣氛中釬焊(因?yàn)殂~易被氧化)  3)對鋼的潤濕性好,要求接頭間隙小于0.05mm4)不可以釬焊銅合金  2.釬料應(yīng)滿足哪些基本條件?什么叫自焊劑釬料,應(yīng)滿足哪些要求?釬焊不銹鋼時(shí)應(yīng)采用那種釬料,為什么?  (1)基本條件:釬料應(yīng)有合適的熔點(diǎn);具有良好的潤濕性,能充分填滿焊縫間隙;釬料與母材的擴(kuò)散作用,應(yīng)保證它們之間形成牢固的結(jié)合;釬料應(yīng)具有穩(wěn)定和均勻的成份。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;所得到的接頭應(yīng)滿足產(chǎn)品的技術(shù)要求?! 。?)自焊劑釬料是指自身含有能起到釬劑作用的微量或一定量元素的釬料。要求:釬料內(nèi)含有較強(qiáng)的還原劑,在釬焊溫度下能夠還原母材表面的氧化物;還原劑與母材表面氧化物作用后的還原產(chǎn)物,熔點(diǎn)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(diǎn)的復(fù)合化合物;還原產(chǎn)物或所形成的復(fù)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。 ?。?)釬焊不銹鋼時(shí)常使用銀基材料,由于銀基材料熔點(diǎn)不是很高,能潤濕很多金屬,并且具有良好的強(qiáng)度、塑性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、和耐各種介質(zhì)復(fù)試的性能。  3.簡述釬焊工藝方法原理及特點(diǎn)  烙鐵釬焊:用于細(xì)小簡單或很薄零件的軟釬焊。  波峰釬焊:用于大批量印刷電路板和電子元件的組裝焊接。施焊時(shí),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(shí)現(xiàn)焊接。這種方法生產(chǎn)率高,可在流水線上實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)?! 』鹧驸F焊:用可燃?xì)怏w與氧氣或壓縮空氣混合燃燒的火焰作為熱源進(jìn)行焊接。火焰釬焊設(shè)備簡單、操作方便,根據(jù)工件形狀可用多火焰同時(shí)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(shí),在釬料與母材界面因接觸電阻,產(chǎn)生熱量進(jìn)行局部加熱釬料,同時(shí)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焊接。這種方法加熱均勻、迅速、溫度控制較為準(zhǔn)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?! 「袘?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(yuǎn)離電源的現(xiàn)場進(jìn)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?! t中釬焊:將裝配好釬料的工件放在爐中進(jìn)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(hù),加熱比較均勻。大批量生產(chǎn)時(shí)可采用連續(xù)式爐?! ≌婵这F焊:工件加熱在真空室內(nèi)進(jìn)行,主要用于要求質(zhì)量高的產(chǎn)品和易氧化材料的焊接?! ‰娀♀F焊:局部加熱,溫度高,升溫快,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。
          一個焊接老司機(jī)對焊接質(zhì)量控制的經(jīng)驗(yàn)之談
            1、焊工的工作技能、職業(yè)習(xí)慣、質(zhì)量意識問題  一個好的焊工,首先擁有較好的業(yè)務(wù)技能。在這一點(diǎn)上,無論國家,還是焊工本人、用人單位都非常重視。鍋爐壓力容器受壓部件焊接制作時(shí),相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對焊工技能、焊接范圍等都作了明確規(guī)定。  一個好的焊工,一般都有一個良好的職業(yè)習(xí)慣:焊前準(zhǔn)備工作做得好,從心態(tài)、設(shè)備調(diào)試、工件準(zhǔn)備到焊材準(zhǔn)備等都非常到位;焊接過程中專心致志,不為外界因素所打擾;焊后檢查做得好,對工件進(jìn)行細(xì)致的檢查,自己認(rèn)為滿意了,方可轉(zhuǎn)下道工序。一個好的職業(yè)習(xí)慣一旦養(yǎng)成,將受益終生,在做其它事情上也將有一些連本人也意識不到的益處。一個好的焊工,質(zhì)量意識非常強(qiáng),也非常敬業(yè)愛崗,真正能夠做到干一行、愛一行、鉆一行,能夠把所加工產(chǎn)品質(zhì)量與個人的榮譽(yù)結(jié)合起來,認(rèn)為‘焊品即人品’,干不好工作是很丟人的事情?! ∷?,企業(yè)對焊工的培訓(xùn)教育,不僅僅局限于技能培訓(xùn),在良好習(xí)慣養(yǎng)成上也需要下一番功夫,并增強(qiáng)其榮譽(yù)感。  2、焊接設(shè)備性能問題  在員工勞動強(qiáng)度要降低,生產(chǎn)效率要提高的客觀情況下,選用綜合性能指標(biāo)較好的專用設(shè)備也就顯得非常重要了。在國內(nèi)外,許多焊接設(shè)備生產(chǎn)廠家都是專機(jī)專做,并打出了品牌。同樣,選用設(shè)備的原則也是專機(jī)專用,設(shè)備性能指標(biāo)優(yōu)中選優(yōu)。只有這樣,才能確保焊接質(zhì)量的穩(wěn)定并提高?! ?、材料選用問題  材料選用,包括母材、焊材,都是由**技術(shù)人員經(jīng)過計(jì)算、篩選并經(jīng)過試驗(yàn)選定的,材料選用的原則一般是:在保證各種技術(shù)數(shù)據(jù)的情況下,材料可焊性好,容易采購?! ?、焊接工藝問題  由于焊接方法種類較多,技術(shù)人員在焊接工藝方法確定時(shí),需要充分考慮單位的產(chǎn)品特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)性、工作效率等因素。比如:一般材料輕型鋼結(jié)構(gòu)制作,由于大多焊道長而直,對熔深要求不高,對尺寸控制較嚴(yán),加工單位無足夠的產(chǎn)品變形校正能力,又對現(xiàn)場管理要求較嚴(yán)格,熔化極二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊無疑是**佳選擇;一般材料重型鋼結(jié)構(gòu)的長直焊道,要求熔深要大,單位對生產(chǎn)效率要求較高,又有足夠的變形校正能力,采用埋弧自動焊是**好的。許多單位對焊接工藝的執(zhí)行力度不夠,個別員工甚至存在‘焊接工藝是應(yīng)付檢查的’的錯誤思想。尤其許多材料的焊接性較差,需要制定系統(tǒng)的工藝,從材料加工、焊前預(yù)熱、焊材管理、裝配定位、焊接規(guī)范參數(shù)、層道間溫度控制、后熱緩冷,到熱處理等環(huán)節(jié),一一作了詳細(xì)規(guī)定,如若一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,將導(dǎo)致廢品的出現(xiàn),關(guān)鍵產(chǎn)品部件會給單位帶來很大的損失。所以,必須加強(qiáng)焊接工藝紀(jì)律,嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)定的焊接工藝方法。  《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第64條明確規(guī)定:焊工應(yīng)按焊接工藝指導(dǎo)書或焊接工藝卡施焊,充分闡明了執(zhí)行焊接工藝的嚴(yán)肅性?! ?、環(huán)境問題  在產(chǎn)品制作時(shí),對材料的存放環(huán)境、產(chǎn)品制作環(huán)境的要求較低,有些材料不僅要防止風(fēng)吹日曬,對干濕度也有明確的要求。如《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第72條對制作環(huán)境明確規(guī)定:鍋爐制造過程中,焊接環(huán)境溫度低于0℃時(shí),沒有預(yù)熱措施不得進(jìn)行焊接?! 】傊瑸榇_保焊接質(zhì)量的穩(wěn)定及其提高,以上五個環(huán)節(jié)都是非常重要的
          助焊劑-免清洗技術(shù)及殘?jiān)a(chǎn)生的不良影響與對策
            1.免清洗的概念  (1)什么是免清洗  免潔洗是指在電子裝聯(lián)生產(chǎn)中采用低固態(tài)含量、無腐蝕性的助焊劑,在惰性氣體環(huán)境下焊接,焊后電路板上的殘留物極微、無腐蝕,且具有極高的表面絕緣電阻CSIR),一般情況下不需要清洗既能達(dá)到離子潔凈度的標(biāo)準(zhǔn)(美軍標(biāo)MIL-P-228809離子污染等級劃分為:一級三1.5ugNaCl/cm2無污染;二級三1.5~5.0ugNACl/cm2質(zhì)量高;三級三5.0~1O.OugNaCl/cm2符合要求:四級>1O.OugNaCl/cm2不干凈),呵’直接進(jìn)入下道工序的工藝技術(shù)?! ”仨氈赋龅氖恰懊馇橄础迸c“不清洗”是**不同的2個概念,所謂“不清洗”是指在電子裝聯(lián)生產(chǎn)中采用傳統(tǒng)的松香助焊劑(RMA)或有機(jī)酸助焊劑,焊接后雖然板面留有一定的殘留物,但不用清i;t也能滿足某些產(chǎn)品的質(zhì)量要求,如家用電子產(chǎn)品、**蘆視設(shè)備、低成本辦公設(shè)備等產(chǎn)品,它們生產(chǎn)時(shí)通常是“不情洗”的,但**不是“免清洗”?! ?2)免清洗的優(yōu)越性  ①提高經(jīng)濟(jì)效益:實(shí)現(xiàn)免清洗后,**直接的就是不必進(jìn)行清洗工作,因此司以大量節(jié)約清洗人工、設(shè)備、場地、材料(水、溶劑)和能源的消耗,同時(shí)由于工藝流程的縮短,節(jié)約了工時(shí)·提高了生產(chǎn)效率?! 、谔岣弋a(chǎn)品質(zhì)量:由于免清洗技術(shù)的實(shí)施,要求嚴(yán)格控制材料的質(zhì)量,如助焊劑的腐蝕性能(不允許含有鹵化物)、元器件和印制電路板的可焊性等;在裝聯(lián)過程中,需要采用一些先進(jìn)的工藝手段,女111噴算法涂敷助焊劑、在惰性氣體保護(hù)下焊接等。實(shí)施免消洗工藝,可避免清洗應(yīng)力對焊接組件的損傷,間此免清洗對提高產(chǎn)品質(zhì)量是極為有利的?! 、塾欣诃h(huán)境保護(hù):采用免清洗技術(shù)后,可停止使用ODS物質(zhì),也大幅度地減少了揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)的使用,從而對保護(hù)臭氧層具有積極作用。  2.免清洗材料的要求  (1)免清洗助焊劑  要使焊接后的PCB板面不用潔洗就能達(dá)到規(guī)定的質(zhì)量水平,助焊劑{的選擇是一個關(guān)鍵,通常對免清洗助焊劑有下列要求: ?、俚拓钁B(tài)含量:2o/o以下  傳統(tǒng)的助焊劑有較高的國態(tài)含量(20~40°/o)、中等的回態(tài)含量’(10~15%)手n較低的固態(tài)含量(5~10°/o),用這些助焊劑焊接后的PCB板而留有或多或少的殘留物,而免清洗助焊劑的固態(tài)含量要求低于2°/o,而且不能含有松香,因此焊后板面基本無殘留物。 ?、跓o腐蝕性:不含鹵索、表面絕緣電阻>1.0x10什Q傳統(tǒng)的助焊劑慶|為有較高的罔態(tài)含量,焊接用可將部分有害物質(zhì)“包裹起來飛隔絕與空氣的接觸,形成絕緣保護(hù)層。而免清洗助焊劑,由于極低的同態(tài)含量不能形成絕緣保護(hù)層,若有少量的有害成分殘留在板面上,就會導(dǎo)致腐蝕和漏電等嚴(yán)重不良后果。因此,免清洗助焊劑中不允許含有l(wèi)坷索成分。對助焊劑的腐蝕性通常采用下列幾種方法進(jìn)行測試:  a.銅鏡腐蝕測試:測試助焊劑(焊音〉(白短期腐蝕性  b.銘酸銀試紙測試:測試焊劑中鹵化物的含量  c.表而絕緣電阻測試:測試焊后PCB的表陌絕緣電阻,以確定焊.劑(焊音)的長期電學(xué)性能的可靠性  d.腐蝕性測試:測試焊后在PCB表面殘留物的腐蝕性  e.電遷移測試:測試焊后PCB表面導(dǎo)體間距減小的程度  ③可焊性:擴(kuò)展率主80°/o  可焊性與腐蝕性是相互矛盾的一對指標(biāo),為了使用j焊劑具有一定的消除氧化物的能力,并且在預(yù)熱和焊接的整個過程中均能保持一定程度的活性,就必須包含某種酸。在免清洗助焊劑中用得**多的是非水溶性醋酸系列,配方中可能還有臟、氨和合成樹  脂,不同的配方會影響其活性和可靠性。不同的企業(yè)有不同的要求和內(nèi)部控制指標(biāo),但必須符合焊接質(zhì)量高和無腐蝕性的使用要求?! ≈竸┑幕钚酝ǔJ怯胮H值來衡量的,免清洗助焊劑的pH值應(yīng)控制在產(chǎn)品規(guī)定的技術(shù)條件范圍內(nèi)(各生產(chǎn)廠家的pH值略有不同)。 ?、芊檄h(huán)保要求:無毒,無強(qiáng)烈刺激性氣味,基本不污染環(huán)境,操作安全?! ?2)免潔洗印制電路板和元器件  在實(shí)施免清洗焊接工藝中,制電路板及元器件的可焊性和清潔度是需要**控制的方面。為確??珊感?,在要求供應(yīng)商保證司焊性的前提下,生產(chǎn)廠應(yīng)將其存放在恒溫干燥的環(huán)境中,并嚴(yán)格控制在有效的儲存時(shí)間內(nèi)使用。為確保清潔度,生產(chǎn)過程中要嚴(yán)格地控制環(huán)境和操作規(guī)范,避免人為的污染,如|手跡、汗跡、油脂、灰塵等?! ?.免清洗焊接工藝  在采用免清洗助焊劑后,雖然焊接工藝過程不變,但實(shí)施的方法和有關(guān)的工藝參數(shù)必須適應(yīng)免清洗技術(shù)的特定要求,主要內(nèi)容如下:  (1)助焊劑的涂敷  為了獲得良好的免清洗效果,助焊劑涂敷過程必須嚴(yán)格控制2個參數(shù),日|]助焊劑的匾|態(tài)含量和涂敷盤。  通常,助焊劑的涂敷方式有發(fā)泡法、波峰法和lI質(zhì)算法3種。在免清洗工藝巾,不宜采用發(fā)泡法和波峰法,其原因是多方面的,**,發(fā)泡法和1波峰法的助焊劑是放置在敞開的容器內(nèi),由于免清洗助焊劑的溶劑含量很高,特別容易揮發(fā),從而導(dǎo)致由|態(tài)含量的升高,因此,在生產(chǎn)過程巾用比重法米控制助焊劑的成分保持不變是有困難的,且i容劑的大量揮發(fā)也造成了污染和浪費(fèi);第二,由于免消洗助焊劑的固體含繭極低,不利于發(fā)泡;第三,涂敗時(shí)不能控制助焊劑的涂敷量,涂敷也不均勻,往往有過量的助焊劑殘留在版的邊緣。因此,采用這2種方式不能得到理想的免清洗效果。噴’荔法是**新的一種焊劑涂敷方式,**適用于免清洗助焊劑的涂敷。肉為助焊劑被放置在一個密封的加壓容器內(nèi),通過噴口l噴射出霧狀助焊劑涂敷在PCB的表面,噴射器的噴射量、霧化程度和噴射寬度均可調(diào)節(jié),所以能夠精確地控制涂敷的焊劑量。由于徐敷的焊劑是第狀薄層,因此板面的焊劑非常均勻,可確保焊接后的報(bào)面符合免清洗要求。同時(shí),由于助焊劑完全密封在容器內(nèi),不必考慮溶劑的揮發(fā)和l吸收大氣中的水分,這樣可保持焊劑比重(戚有效成分)不變,一次加入至用完之前無需更換,較發(fā)泡法和波峰法司減少焊劑的稀釋劑用量60°/o以上。~,此,噴霧涂敷方式是免清洗工藝中首邊的一種涂敷工藝。在采用噴霧涂敷工藝時(shí)必須注意一點(diǎn),由于助焊劑中含有較多的易燃性溶劑,噴霧時(shí)散發(fā)的溶劑蒸氣存在一定的爆燃危險(xiǎn)性,因此設(shè)備需要具有良好的排風(fēng)設(shè)施不ll必要的滅火器具。  (2)預(yù)熱  涂敷助焊劑后,焊接件進(jìn)入預(yù)熱工序,通過預(yù)熱揮發(fā)掉助焊劑中的溶劑部分,增強(qiáng)助焊劑的活性。在采用免清洗助焊劑后,預(yù)熱溫度應(yīng)控制在什么范圍**為適當(dāng)呢?  實(shí)踐證明,采用免清洗助焊劑后,若仍按傳統(tǒng)的預(yù)熱溫度(90士10℃)來控制,則有可能產(chǎn)生不良的后果。其主要原因是:免清洗助焊劑是一種低固態(tài)含量、無鹵京的助焊劑,其活性一般較弱,而且它的活性劑在低溫下幾乎不能起到消除金屬氧化物的作  用,隨著預(yù)熱溫度的升高,助焊劑逐漸開始激活,當(dāng)溫度達(dá)到100℃時(shí)活性物質(zhì)才被釋放出來與金屬氧化物迅速反映。另外,免消洗助焊劑的浴劑含量相當(dāng)高(約97°/o),若預(yù)熱溫度不足,榕劑就不能充分揮發(fā),當(dāng)焊件進(jìn)入錫糟后,由于溶劑的急劇揮發(fā),會使得熔融焊料飛濺而形成焊料球或焊接點(diǎn)實(shí)際溫度下降而產(chǎn)生不良焊.點(diǎn)。因此,免請15t工藝中控制好預(yù)熱溫度是又一重要的環(huán)節(jié),通常要求控制在傳統(tǒng)要求的上限C100℃)或更高(按供應(yīng)商指導(dǎo)溫度曲線)且,應(yīng)有足夠的預(yù)熱時(shí)間供溶劑充分揮發(fā)?! ?3)焊接  由于嚴(yán)格**了助焊劑的固態(tài)含量和腐蝕性,Jt助焊性能必然受到**。要獲得良好的焊接質(zhì)量,還必須對焊接設(shè)備提出新的要求一一具有惰性氣體保護(hù)功能。除了采取上述措施外,免清洗工藝還要求更嚴(yán)格地控制焊接過程的各項(xiàng)工藝參數(shù),主要包括焊接溫度、焊接時(shí)間、PCB壓錫深度和-,PCB傳送角度等。應(yīng)根據(jù)使用不同類型的免清洗助焊劑,調(diào)整好波峰焊設(shè)備的各項(xiàng)工藝參數(shù),才能獲得滿意的免清洗焊接效果?! ≈竸﹪娡糠绞胶凸に囈蛩亍 娡糠绞接幸韵氯曛校骸 ?.超聲噴涂:將頻率大于20KHz的振蕩電能通過壓電陶錢換能器轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,把焊劑霧化,經(jīng)壓力I質(zhì)嘴到PCB上.  2.絲網(wǎng)封方式:由微細(xì)高密度小孔絲網(wǎng)的鼓旋轉(zhuǎn)空氣刀將焊劑噴:JJ,由產(chǎn)生的噴霧,噴到PCB上.  3.壓力噴l嘴噴涂:直接用壓力和空氣帶焊劑從噴|嘴噴出  噴涂工藝因素:  設(shè)定噴|嘴的孔徑,烽盤,形狀,噴l嘴間距,避免重疊影響噴涂的均勻性.  設(shè)定超聲宴化器電壓以獲取正常的宴化盎.  噴嘴運(yùn)動速度的選擇  PCB傳送帶速度的設(shè)定  焊劑的固含量要穩(wěn)定  設(shè)定相應(yīng)的噴涂寬度
          釬焊焊接材料-助焊劑的作用
            助焊劑(flux):在焊接工藝中能幫助和促進(jìn)焊接過程,同時(shí)具有保護(hù)作用、阻止氧化反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)。助焊劑可分為固體、激件和氣體?! ≈竸┑淖饔谩 ≈饕小拜o助熱傳導(dǎo)”、“去除氧化物”、··降低被焊接材質(zhì)表而張力”、“去除被焊接材質(zhì)表面油污、增大焊接面積”、“防止再氧化”等幾個方面,在這幾個方面中比較關(guān)鍵的作用有兩個就是:“去除氧化物”與“降低被焊接材質(zhì)表面張力”。助焊劑中的主要起作用成分是松香,松香在280攝氏度左右會分解,因此錫爐溫度不要太同.  助焊劑是一種促進(jìn)焊接的化學(xué)物質(zhì)。在錫焊中,它是一種不可缺少的輔助材料,其作用極為重要?! ?1)溶解被焊母材表面的氧化膜  在大氣中,被焊母材表面總是被氧化膜覆蓋著,其厚度大約為2x10-9~2x10-8m。在焊接時(shí),氧化膜必然會阻止焊料對母材的潤濕,焊接就不能正常進(jìn)行,因此必須在母材表面涂敷助焊劑,使母材表麗的氧化物還原,從而達(dá)到消除氧化膜的目的?! ?2)防止被焊母材的再氧化  母材在焊接過程中需要加熱,高溫時(shí)金屬表面會加速氧化,因此液態(tài)助焊劑覆蓋在母材和焊料的表面可防止它們氧化?! ?3)降低熔融焊料的表面張力  熔副!焊料表面具有一定的張力,就像雨水落在荷葉上,由于液體的表面張力會立即聚結(jié)成圓珠狀的水滴。熔融焊料的表面張力會阻止其向母材表團(tuán)1漫流,影響潤濕的正常進(jìn)行。當(dāng)助焊劑覆蓋在;恪融焊料的表面時(shí),可降低液態(tài)焊料的表面張力,使?jié)櫇裥阅苊黠@得到提高。  助焊劑應(yīng)具備的性能  (1)助焊劑應(yīng)有適當(dāng)?shù)脑捫詼囟确秶?。在焊料;恪化前開始起作用,在施焊過程中較好地發(fā)揮消除氧化膜、降低液態(tài)焊料表而張力的作用。焊劑的;恪點(diǎn)應(yīng)低于焊料的熔點(diǎn),但不易相差過大?! ?2)助焊劑應(yīng)有良好的熱穩(wěn)定性,一般熱穩(wěn)定溫度不小于100℃?! ?3)助焊劑的密度應(yīng)小于液態(tài)焊料的密度,這樣助焊劑才能均勻地在被焊金屬表面鋪展,是薄膜狀覆蓋在焊料和被焊金屬表面,有效地隔絕空氣,促進(jìn)焊料對母材的潤濕。  (4)助焊劑的殘留物不應(yīng)有腐蝕性且容易消$;巨:不應(yīng)析出有毒、有害氣體;要有符合電子工業(yè)規(guī)定的水溶性電阻和絕緣電阻;不吸潮,不產(chǎn)生霉菌:化學(xué)性能穩(wěn)定,易于貯藏?! ≈竸┑姆N類  助焊劑的種類繁多,一般可分為無機(jī)系列、有機(jī)系列和樹脂系列。  (1)無機(jī)系列助焊劑  無機(jī)系列助焊劑的化學(xué)作用強(qiáng),助焊性能非常好,但腐蝕作用大,屬于酸性焊劑。因?yàn)樗芙庥谒?,故又稱為水溶性助;悍劑,它包括無機(jī)酸和無機(jī)鹽2類。含有無機(jī)酸的助焊劑的主要成分是鹽酸、氫氟酸等,含有無機(jī)鹽的助焊劑的主要成分是氧化僻、氯化飯等,它們使用后必須立即進(jìn)行非常嚴(yán)格的清洗,因?yàn)槿魏螝埩粼诒缓讣系娜饣锒紩饑?yán)重的腐蝕。這種助焊劑通常只用于非電子產(chǎn)品的焊接,在電子設(shè)備的裝聯(lián)中嚴(yán)禁使用這類無機(jī)系列的助餌劑?! ?2)有機(jī)系列助焊劑(OA)  有機(jī)系列助焊劑的助焊作用介于無機(jī)系列助焊劑和樹脂系列助焊劑之間,它也屬于酸性、水溶性焊劑。含有有機(jī)酸的水溶性焊劑以乳酸、擰朦酸為基礎(chǔ),由于它的焊接殘留物可以在被焊物上保留一段時(shí)間而無嚴(yán)重腐蝕,因此可以用在電子設(shè)備的裝聯(lián)中,但一般不用在SMT的焊膏中,阿為它沒有松香焊劑的粘稠性〈起防止貼’片元器件移動的作用〉?! ?3)樹脂系列助焊劑  在電子產(chǎn)品的焊接中使用比例**大的是松香樹脂型助焊劑。由于官只能榕解于有機(jī)溶劑,故又稱為有機(jī)溶劑助焊劑,其主要成分是松香。松香在固態(tài)時(shí)’是非活性,只有液態(tài)時(shí)才呈活性,其熔點(diǎn)為127℃活性可以持續(xù)到315℃。錫焊的**佳溫度為240~250℃,所以正處于松香的活性溫度范罔內(nèi),且它的焊接殘用物不存在腐蝕問題,這些特性使松香為非腐蝕性焊劑而被廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備的焊接中。
          鋼與銅的焊接工藝
            眾所周知,鋼與銅合金焊接會有很多的問題,面對這些問題,該如何解決呢?焊接工藝又是怎么樣的呢?下面我們就來學(xué)習(xí)一下吧:  一、焊接性:  其焊接主要問題是在焊縫區(qū)及熔合區(qū)易產(chǎn)生裂紋,產(chǎn)生裂紋有兩種形態(tài),焊絕裂紋和熱影響區(qū)滲透裂紋?! ?)焊縫裂紋,鋼與銅及其合金焊接焊縫中產(chǎn)生裂紋屬熱裂紋,其產(chǎn)生的原因是: ?、巽~與鋼的物理性能差異很大,鋼與銅的熱膨脹和導(dǎo)熱率相差很大,因此焊接時(shí)接頭中產(chǎn)生很大的應(yīng)力,導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生裂紋?! 、谟捎阢~和銅金屬焊接時(shí)熱裂紋傾向較大而鋼與銅及銅合金焊接時(shí)焊縫是鐵與銅的混合物,因此隨著含銅量增加,產(chǎn)生熱裂紋傾向也較大?! ?)熱影響區(qū)滲透裂紋,鋼與銅及銅合金焊接時(shí)在液體銅及銅合金相接觸的鋼中易產(chǎn)生滲透裂紋,滲透裂縫在高溫時(shí)形成的。  產(chǎn)生原因是:由于液態(tài)銅及銅合金對鋼的滲透作用和拉伸應(yīng)力共同作用的結(jié)果,從焊縫冷卻瞬間開始,在接頭中就會產(chǎn)生拉伸應(yīng)力,這種應(yīng)力隨著不斷冷卻而增加,另外在結(jié)晶過程金屬組織往往有缺陷,在鋼的結(jié)晶表面就產(chǎn)生微觀裂口,在焊接拉伸應(yīng)力作用下,形成熱影響區(qū)滲透裂紋?! ‘?dāng)焊縫中Ni含量大于16%時(shí)在低碳鋼上不產(chǎn)生滲透裂紋(NiCu合金)?! 《⒑附庸に嚕骸 ∈止る娀『?,氬弧焊和氣體保護(hù)焊都可以焊接鋼與銅及其合金的異種接頭?! °~和鋼及其合金焊接時(shí)選用一種填充金屬,直接將兩種金屬焊接,在銅或鋼上堆焊過渡層,然后焊接?! ∮捎诤嚭缚p抗?jié)B透裂紋能力強(qiáng),使用純鎳或含銅的鎳基合金來熔敷過渡層,鎳能大大減除或消除銅及銅合金對鋼的滲透作用,十分有利于消除熱影響區(qū)的滲透裂紋,如圖:  堆焊過渡層,然后進(jìn)行焊接?! ?.紫鋼與低碳鋼焊接?! 《押高^渡層后,可用紫銅作填充金屬材料,絲201、絲202、為加強(qiáng)熔池的脫氧作用,采用硅錳青銅絲,QSi3-1焊接,其焊接質(zhì)量和效果更好?! ?.硅青銅和鋁青銅與低碳鋼焊接?! 《押高^渡層后,可用鋁青銅作填充金屬材料QAL9-2此時(shí)焊縫的雙相組織,焊縫有較高的抗熱裂性能,也可用焊條銅237去除藥皮擦干凈作填充金屬絲,鋁還可以減輕熱影響區(qū)滲透裂紋,焊縫強(qiáng)度也比紫銅高。用交流氬弧焊焊接?! ?.黃銅和低碳鋼焊接?! 《押高^渡層后,為減少黃銅鋅的蒸發(fā),采用QSi3-1硅錳青銅絲作填充金屬,采用交流電源焊接,也可用QAL9-2鋁錳青銅絲作填充金屬材料,如沒有盤圓的青銅絲可用銅237焊條去除藥皮擦干凈后進(jìn)行加絲焊接,用交流氬弧焊焊接?! ?.鐵白銅與低碳鋼焊接,堆焊過渡層后低碳鋼與鐵白銅(主要成分Ni5~6.5%,F(xiàn)e1.0~1.4%,其采為Cu)焊接時(shí),可采用BFe5~1作為填充金屬材料,引時(shí)焊縫含鐵量為32%左右,也具有足夠的抗熱裂能力,焊接時(shí),電弧應(yīng)偏離坡口中心,移至鐵白銅一側(cè),才能保證焊接接頭的性能?! ∮捎阪囥~合金導(dǎo)電性能和導(dǎo)熱性與低碳鋼相近,因此焊接時(shí)不需要預(yù)熱?! ?.還有摩擦焊,雖然我們不是很熟悉,但是摩擦焊一樣可以獲得優(yōu)良的焊接接頭。
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