钎焊技术及应用

钎焊技术作为实现材料连接的一类重要方法，在国民经济的各个领域中都获得了日益广泛的应用。随着产业规模的扩大、用户期望值的提高，一些钎焊质量、技术问题已成为影响企业发展的短板。市场对传统钎焊技术、钎焊材料、钎焊工艺提出了新的技术要求和质量要求，钎焊技术向更精细、更稳定、更可靠、成本更低的方向发展。这就要求本领域的工程技术人员和操作者具备一定的理论知识、较强的实践能力和技术创新能力。
目前，专门为钎焊工程技术人员撰写的技术与应用书籍不多，撰写本书的目的是为钎焊工程技术人员和一线的操作者提供一本贴近现场钎焊生产工艺，能够指导钎焊生产，而且使用方便的书。
本书的特点是既有一定的理论知识，又给出各种不同方法、材料的钎焊应用示例。本书对工程中常用的钎焊工艺方法进行了详细的论述，同时对检验方法、钎焊工程技术人员工作流程、发明创造的相关内容做了介绍。全书共有14章，分别介绍了钎焊用钎料，钎剂和控制气氛，钎焊接头设计及焊前处理，火焰钎焊，感应钎焊，炉中钎焊，碳钢、低合金钢和不锈钢的钎焊，有色金属的钎焊，工具钢、硬质合金及铸铁的钎焊，钎焊接头的质量检验，钎焊的安全与防护，钎焊接头X射线检测方法，钎焊技术创新等内容。
本书由赵越负责大部分章节的编写工作，并负责统稿和定稿，刘澳编制了全书的插图和表格，刘澳、路顺参与了第4章的部分工作，聂兰迪参与了第5章的部分工作，徐永亮参与了第6章的部分工作，辛辰、杨彧恺参与了第8章的部分工作，成丽妹参与了第13章的部分工作，并由龙伟民负责审阅。
在本书编写过程中，参阅了国内外相关的文献资料，在此向这些文献的作者表示衷心的感谢。
由于水平所限，疏漏之处在所难免，敬请读者批评指正。

编者

本书前面对理论知识做了简单介绍，之后给出了各种材料的钎焊应用示例，对工程中常用的钎焊工艺方法进行了详细的论述，同时对钎焊安全防护、检验方法、技术创新等相关内容做了详细的介绍。
本书适合钎焊工程技术人员及一线操作者阅读。

第1章概述
1.1钎焊加工原理及应用 001
1.1.1界面润湿性 002
1.1.2毛细流动 002
1.2影响钎焊过程的因素 003
1.2.1钎焊间隙 003
1.2.2钎料 003
1.2.3残余应力 004
1.3钎焊方法的分类 004

第2章钎焊用钎料
2.1钎料的熔化 006
2.1.1金属的熔化和流动性 006
2.1.2钎缝金属的成分偏析 006
2.1.3钎料的温度要求 007
2.2对钎料的基本要求及钎料的分类 008
2.2.1钎料的特点和对钎料的基本要求 008
2.2.2钎料的分类 009
2.2.3钎料的型号与牌号 009
2.3钎料选择的影响因素 010
2.3.1钎焊母材的影响 010
2.3.2加热方式的影响 011
2.3.3工件使用要求的影响 011
2.3.4钎焊温度的影响 012
2.3.5接头设计的影响 012
2.3.6钎料形状的影响 013
2.3.7接头外观要求的影响 013
2.3.8施工安全的影响 013
2.3.9适用标准的影响 013
2.4常用钎料的成分与性能 014
2.4.1铜基钎料 014
2.4.2银基钎料 017
2.4.3铝基钎料 022
2.4.4镍基钎料 026

第3章钎剂和控制气氛
3.1钎焊用钎剂 027
3.1.1钎剂的作用 027
3.1.2对钎剂的基本要求 027
3.1.3常用钎剂 028
3.1.4钎剂的选用 029
3.1.5钎剂的分类及型号、牌号 029
3.1.6钎剂应用的形式及焊后清理 031
3.1.7气体钎剂 032
3.2钎焊控制气氛 034
3.2.1钎焊控制气氛的成分 034
3.2.2钎焊控制气氛的作用 036

第4章钎焊接头设计及焊前处理
4.1钎焊接头的形式 038
4.1.1钎焊接头的基本形式 038
4.1.2典型的钎焊接头 039
4.1.3搭接长度 040
4.2预置钎料的装配 040
4.3钎焊接头的定位 042
4.4接头中钎焊间隙与装配间隙 042
4.4.1套管接头的结构要素 042
4.4.2钎焊间隙的影响因素 043
4.4.3套管接头应用实例 044
4.5钎料在各种接头钎缝中的流动性 044
4.6钎焊前焊件的表面处理 045
4.6.1钎焊件表面去油 045
4.6.2母材表面的氧化膜去除机制 045
4.6.3去除氧化膜的方法 047
4.7焊件表面镀覆层 048

第5章火焰钎焊
5.1火焰钎焊的特点及应用 049
5.1.1火焰钎焊的特点 049
5.1.2火焰钎焊的应用 050
5.2火焰钎焊的优点与应用的限制因素 051
5.2.1火焰钎焊的优点 051
5.2.2火焰钎焊应用的限制因素 051
5.3火焰钎焊设备 052
5.3.1储存气体的设备 052
5.3.2气体压力调节器 052
5.3.3焊炬及喷嘴 052
5.3.4夹具及其他辅助装置 053
5.3.5自动化火焰钎焊设备应考虑的因素 054
5.3.6自动化火焰钎焊设备的类型 054
5.4钎焊用燃气 056
5.4.1燃气的一般特点 056
5.4.2燃气燃烧的特性 057
5.5火焰钎焊接头设计与钎焊材料 058
5.5.1火焰钎焊接头设计 058
5.5.2火焰钎焊用钎料 059
5.5.3火焰钎焊用钎剂 060
5.6火焰钎焊方法与工艺 060
5.6.1火焰的调节与使用 060
5.6.2钎剂的作用 061
5.6.3焊炬的摆动 061
5.6.4钎料、钎剂的添加 061
5.6.5钎焊接头的冷却 062
5.7管路构件的火焰钎焊 062
5.7.1管口质量控制 062
5.7.2管口质量要求 063
5.7.3钎剂的使用 063
5.7.4火焰钎焊的操作要求 063
5.7.5管路钎焊接头的致密性检验 065
5.8手工火焰钎焊工件温度测量方法 066
5.8.1火焰钎焊温度测量的重要性 066
5.8.2火焰钎焊热电偶测温原理 067
5.8.3火焰钎焊测温设备 067
5.8.4火焰钎焊测温试验及结果分析 068
5.9火焰钎焊的危险来源 069

第6章感应钎焊
6.1感应钎焊的特点 070
6.1.1感应钎焊的优点 070
6.1.2感应钎焊的缺点 071
6.2感应钎焊的应用 071
6.3感应钎焊设备 073
6.3.1加热线圈 073
6.3.2感应发生器 074
6.3.3耦合装置 075
6.3.4夹具及输送设备 075
6.4感应钎焊用钎料和钎剂 076
6.4.1感应钎焊用钎料 076
6.4.2感应钎焊用钎剂 076
6.5感应钎焊方法 076
6.5.1接头设计 076
6.5.2接头间隙 077
6.5.3钎料成形 078
6.5.4控制气氛的钎焊 078
6.5.5顺序钎焊 078
6.5.6同时进行钎焊和淬火的工艺 079
6.6制冷管路感应钎焊工艺参数研究 079
6.6.1背景 079
6.6.2铜钢管感应钎焊的主要问题 081
6.6.3设计正交试验方案 083
6.6.4正交试验结果分析 083
6.6.5感应钎焊单因素变量试验 086
6.6.6对制冷管路感应钎焊的工艺建议 091
6.7感应钎焊的安全事项 092

第7章炉中钎焊
7.1炉中钎焊的基本特点 093
7.1.1炉中钎焊的分类及工序 093
7.1.2炉中钎焊的优缺点 094
7.1.3炉中钎焊的适用范围 095
7.2保护气氛炉中钎焊 096
7.2.1保护性的炉内气氛 096
7.2.2炉内气体流通方式 098
7.2.3保护气氛炉中钎焊工艺过程 099
7.2.4活性气氛炉中钎焊安全事项 100
7.3真空炉中钎焊 101
7.3.1真空炉中钎焊的设备 101
7.3.2真空炉中钎焊工艺过程 102
7.3.3真空保护气氛炉中钎焊的应用范围 103
7.3.4真空炉中钎焊的优缺点 103
7.4用铜基钎料和银基钎料的炉中钎焊 104
7.4.1用铜基钎料的炉中钎焊 104
7.4.2用银基钎料的炉中钎焊 107
7.5钎焊炉的安全操作 108
7.5.1气体的特性 108
7.5.2冷却室 109
7.5.3可燃气流受阻 109
7.5.4漏气 110
7.5.5一氧化碳中毒和窒息危险 110
7.5.6炉内气体的净化 111

第8章碳钢、低合金钢和不锈钢的钎焊
8.1碳钢和低合金钢的钎焊 113
8.1.1母材 113
8.1.2钎料 113
8.1.3接头设计 113
8.1.4工艺和设备 114
8.1.5钎焊后的处理 115
8.1.6检验 115
8.1.7典型的应用 115
8.2不锈钢的钎焊 115
8.2.1不锈钢的分类 115
8.2.2不锈钢的钎焊特点 116
8.2.3钎料、钎剂和保护气体 116
8.2.4钎焊工艺 119
8.2.5钎焊后处理 120

第9章有色金属的钎焊
9.1铜及铜合金的钎焊 121
9.1.1分类及钎焊特点 121
9.1.2母材 122
9.1.3钎焊材料 125
9.1.4接头设计与钎焊方法 126
9.1.5预清洗与表面准备 127
9.1.6钎焊工艺 127
9.2铝及铝合金的钎焊 131
9.2.1材料 131
9.2.2工艺准备 134
9.2.3接头形式与固定 135
9.2.4钎焊工艺 135
9.2.5钎焊后的清理 136

第10章工具钢、硬质合金及铸铁的钎焊
10.1工具钢的钎焊 137
10.1.1母材及钎焊材料 137
10.1.2钎焊工艺 138
10.2硬质合金的钎焊 139
10.2.1材料的分类 139
10.2.2钎焊特点 140
10.2.3钎料、钎剂和保护气体 140
10.2.4钎焊工艺 141
10.3铸铁的钎焊 143
10.3.1分类与用途 143
10.3.2钎焊特点 143
10.3.3钎料和钎剂 143
10.3.4钎焊工艺 144

第11章钎焊接头的质量检验
11.1钎焊接头的缺陷及防止 145
11.1.1接头渗漏 145
11.1.2接头裂纹 146
11.1.3接头熔蚀 146
11.2钎焊接头的破坏性质量检验方法 147
11.2.1拉伸、剪切强度试验 147
11.2.2剥离试验 147
11.2.3压扁试验 147
11.2.4金相检验 147
11.3钎焊接头无损检测 148
11.3.1钎缝外观检测 148
11.3.2钎缝致密性检查 150
11.3.3高灵敏度的钎缝表面质量检测 151
11.3.4超声波检测 151
11.3.5其他检测方法 152

第12章钎焊安全与防护
12.1火焰钎焊安全与防护 153
12.1.1石油气的特性 153
12.1.2使用注意事项 154
12.2感应钎焊安全与防护 156
12.3炉中钎焊安全与防护 157
12.4通风和对毒物的防护 157

第13章钎焊接头X射线检测方法
13.1X射线的物理学基础 159
13.1.1X射线的产生及其特点 159
13.1.2X射线与物质的相互作用 160
13.2X射线检测方法分类 161
13.3钎焊接头X射线照相检测技术 162
13.3.1检测原理 162
13.3.2检测系统 162
13.3.3检测流程 164
13.3.4优点及其局限性 167
13.4X射线底片中钎焊接头的典型缺陷 167

第14章案例——空调两器钎焊工序质量改善方案
14.1空调两器钎焊工况介绍 169
14.1.1空调两器 169
14.1.2钎焊过程 169
14.1.3管路材质 170
14.1.4钎焊材料 170
14.2空调两器质量改善目标 170
14.3故障件分析与工序问题分析 171
14.3.1故障现象及解剖 171
14.3.2现场工艺问题排查 178
14.4质量改进技术方案 180
14.4.1 关于二次胀管尺寸更改的技术方案 180
14.4.2关于焊环质量改善的技术方案 181
14.4.3关于弯头套接深度控制的技术方案 185
14.4.4关于弯头质量改善的技术方案 187
14.4.5隧道炉火焰钎焊温度场的测量及结果分析 188

参考文献