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关于真空钎焊知识大全


空钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料,将焊件(母材)与钎料加热到高于钎料熔点,但低于母材熔点的温度,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙,并与母材相互扩散而实现连接焊件的方法。钎焊接头形成包括三个基本过程:

1)液态钎料要润湿焊件金属,并能在焊件表面铺展;

2)通过毛细作用致密地填满接头间隙;

3)钎料能同焊件金属之间发生作用,从而实现良好的冶金结合。

真空钎焊机理

漫流

漫流也叫扩展或铺展,它是一种物理现象,服从一般的力学规律,没有金属化学的变化。通常低表面能的材料在高表面能的材料上漫流。正如前面所述,漫流过程就是整个系统的表面自由能减小的过程。一个系统两个元件自由能相同时,不会产生漫流。在电子锡焊装联中,我们所讨论的一般都是液相体在固体表面上的漫流,漫流与液体的表面能,固体的表面性质等有关。这是一种液体没固体表面的流动即流体力学问题,同时也有毛细作用。漫流是浸润的先决条件。

浸润(Wetting)

软钎焊的第一个条件,就是已熔化的焊料在要连接的固体金属的表面上充分漫流以后,使之熔合一体,这样的过程叫作“浸润”(或润湿)。粗看起来,金属表面是很光滑的。但是,若用显微镜放大看,就能看到无数凹凸不平,晶粒界面和划痕等,熔化的焊料没着这种凹凸与伤痕,就产生毛细作用,引起漫流浸润。

产生浸润的条件:为了使已熔焊料浸润固体金属表面,必须具备一定的条件。条件之一就是焊料与固体金属面必须是“清洁”的,由于清净,焊料与母材的原子间距离就能够很小,能够相互吸引,也就是使之接近到原子间力能发生作用的程度。斥力大于引力,这个原子就会被推到远离这个原子的位置,不可能产生浸润。当固体金属或熔化的金属表面附有氧化物或污垢时,这些东西就会变成障碍,这样就不会产生润湿作用,金属表面必须清洁,这是一个充分条件。

表面张力

表面张力是液体表面分子的凝聚力,它使表面分子被吸向液体内部,并呈收缩状(表面积最小的形状)。液体内部的每个分子都处在其它分子的包围之中,被平均的引力所吸引,呈平衡状态。但是,液体表面的分子则不然,其上面是一个异质层,该层的分子密度小,平均承受垂直于液面、方向指向液体内部的引力。其结果,出现了在液体表面形成一层薄膜的现象,表面面积收缩到最小,呈球状。这是因为体积相同、表面积最小的形状是球体。这种自行收缩的力是表面自由能,这种现象叫做表面张力现象,这种能量叫做表面张力或表面能。这个表面能是对焊料的润湿起重要作用的一个因素。

毛细管现象

将熔化的清洁的焊料放在清洁的固体金属表面上时,焊料就会在固体金属表面上扩散,直到把固体金属润湿。这种现象是这样产生的:焊料借助于毛细管现象产生的毛细管力,沿着固体金属表面上微小的凸凹面和结晶的间隙向四方扩散。

液态金属不同于固体金属,其点阵排列不规则,以原子或分子的形态做布朗运动。因此,处在这种状态下的金属具有粘性和流动性,而没有强度。在这种情况下,金属在熔点附近的体积变化为3~4%左右。

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