成功的钎焊是一个精密的工艺，但当出现问题时，出现的缺陷很少是谜团。最常见的钎焊缺陷包括填充金属流动不完全（润湿不良）、接头内出现气孔或空洞、填充金属或母材出现裂纹，以及母材被填充金属侵蚀。这些问题几乎总是可以追溯到四个关键工艺参数中的一个失效：清洁度、接头间隙、温度或时间。
核心要点是，钎焊缺陷不是随机发生的。它们是可控变量的可预测结果。通过系统地管理零件清洁度、接头设计、加热温度和保温时间，您可以消除绝大多数常见的钎焊失效。
钎焊缺陷的解剖
了解缺陷的外观是诊断其原因的第一步。大多数问题都属于少数几个常见类别之一。
流动不完全或“润湿不良”
这可以说是最常见的缺陷。当熔融的填充金属未能流入并充满整个接头区域时，就会发生这种情况，从而留下间隙并形成薄弱的粘接。
检查时，您会看到接头界面上完全没有填充金属的区域。填充金属可能在施加点处成团，而不是被毛细作用力吸入间隙中。
这是污染（如油污或氧化物）、热量不足或助焊剂使用不当的典型迹象。填充金属只能与清洁、足够热的母材粘接。
气孔和空洞
气孔是指凝固的填充金属中捕获的微小球形气泡。空洞是较大的、不规则形状的空腔，可能是由捕获的气体或填充金属未能完全填充接头引起的。
这两种缺陷都会充当应力集中点，减少接头的横截面积，从而严重影响其机械强度和密封性。
气孔通常是由母材的放气、填充金属本身过热而沸腾，或由与捕获的助焊剂或污染物反应产生的气体引起的。
裂纹（填充金属或母材）
裂纹是冷却过程中出现在钎焊填充金属或相邻母材中的断裂。
填充金属中的裂纹通常表明形成了脆性金属间化合物，或者接头在冷却过程中受到了应力。
母材中的裂纹通常是由热冲击或连接的两种材料之间热膨胀不匹配引起的应力所致。这是钎焊不同材料（如钢与铜）时的一个关键问题。
侵蚀（母材腐蚀）
侵蚀是液态填充金属对母材的溶解。虽然一些相互作用对于良好的冶金结合是必要的，但过度的侵蚀会使母材变薄，从而削弱组件。
此缺陷表现为接头边缘的母材被“冲刷掉”。这是温度过高或在钎焊温度下时间过长的直接结果。某些填充金属对特定母材的腐蚀性也更强。
了解根本原因
缺陷是症状。要解决它们，您必须解决根本原因，这几乎总是与基本工艺参数有关。
清洁度的关键作用
钎焊缺陷的最大单一原因是缺乏清洁度。钎焊依赖于紧密的金属对金属连接。
任何表面污染物——油污、油脂、污垢，尤其是氧化物——都将充当屏障，阻止填充金属润湿和粘接到母材上。这是流动不完全的首要原因。
接头间隙的悖论
将填充金属吸入接头的毛细作用力在很大程度上取决于零件之间的间隙。
理想的间隙通常非常小，通常在 0.001" 到 0.005" (0.025mm - 0.127mm) 之间。间隙太小会限制填充金属的流动，而间隙太大则会导致毛细作用力失效，从而产生空洞或填充不完全。
掌握温度和时间
温度和时间是控制冶金反应的基本参数。
- 温度不足：如果母材未加热到填充金属的流动温度，填充金属将无法正确熔化和流动。
- 温度或时间过长：如侵蚀缺陷所述，在温度下保持组件时间过长或温度过高会导致不希望发生的反应、母材侵蚀，并可能改变母材的性能（例如，降低硬度）。
为您的目标做出正确的选择
为了实现一致、高质量的接头，您必须将重点从修复缺陷转移到通过控制工艺来预防缺陷。
- 如果您的主要重点是故障排除现有失效：首先，对失效的接头进行切割和检查，以确定缺陷类型（例如，润湿不良、气孔），然后审核您的预清洁过程和温度验证记录。
- 如果您的主要重点是开发新的钎焊工艺：优先设计具有一致、正确间隙的接头，并在扩大生产规模之前运行测试样品以确定最佳温度和时间。
- 如果您的主要重点是提高整体质量：实施严格的工艺控制，尤其是在零件清洁和加热方法方面，以确保从一个接头到下一个接头的绝对一致性。
掌握这些基本原理将钎焊从一项复杂的挑战转变为可靠且可重复的制造工艺。
摘要表：
| 缺陷 | 目视迹象 | 主要原因 |
|---|---|---|
| 流动不完全（润湿不良） | 接头区域裸露，填充金属成团 | 污染、热量不足、助焊剂使用不当 |
| 气孔和空洞 | 接头中有球形气泡或大空腔 | 放气、填充金属过热、捕获的助焊剂/污染物 |
| 裂纹 | 填充金属或母材中出现断裂 | 脆性金属间化合物、热应力、膨胀不匹配 |
| 侵蚀 | 接头边缘的母材看起来被“冲刷掉” | 温度过高或在温度下时间过长 |
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