尽管钎焊可以形成牢固、清洁的接头，但其主要缺点源于所需严格的过程控制。这些要求包括绝对需要清洁的表面、对母材造成热损伤的风险，以及与焊接相比固有的强度限制。某些材料，例如具有稳定氧化层或热膨胀差异较大的材料，会带来额外的复杂性。
钎焊的核心挑战不是单一的缺陷，而是一系列苛刻的先决条件。成功取决于对材料准备、温度和接头设计的精确控制，这使得它在某些情况下比其他连接方法更不宽容。
材料准备和兼容性的挑战
钎焊依赖于液态填充金属与固态母材之间的紧密接触。任何干扰这种相互作用的因素都会损害接头的完整性。
表面清洁度的关键需求
所有需要钎焊的表面都必须极其干净。油污、污垢，尤其是氧化物，会阻止填充金属通过毛细作用“润湿”并流入接头。
像铝这样的材料尤其具有挑战性，因为它们几乎会立即形成一层坚硬、稳定的氧化层（Al₂O₃）。在钎焊前，必须用化学助焊剂或机械方法去除这层氧化物，并在加热过程中防止其重新形成。
管理热膨胀失配
在连接不同材料（例如陶瓷和金属）时，它们不同的热膨胀率可能是一个重大问题。当组件被加热和冷却时，一种材料的膨胀和收缩程度会大于另一种材料。
这种差异运动会在接头界面处产生高应力。如果没有精心设计的接头来适应这种应力，较弱的材料（通常是陶瓷）很容易开裂。
工艺控制和与热相关的问题
如果控制不精确，钎焊过程本身就会引入几个潜在的失效点。
精确的温度控制是不可或缺的
钎焊在一个狭窄的温度窗口内进行。组件必须足够热以熔化填充金属，但又不能低于母材的熔点。
对于某些材料，如某些铝合金，填充金属的熔点与母材的熔点非常接近。即使是轻微的温度过高也可能导致零件熔化，而加热不足则会导致填充金属流动不良和接头强度弱。
热损伤的可能性
与局部焊接不同，钎焊通常需要将整个组件加热到填充金属的流动温度。这种广泛的加热可能会负面改变母材的性能。
例如，经过热处理或冷硬化的金属可能会被钎焊循环软化（退火），从而降低其强度。这必须在设计阶段予以考虑。
接头强度低于焊接
钎焊接头的强度受限于填充金属的剪切强度，而填充金属的剪切强度几乎总是低于所连接母材的剪切强度。
相比之下，焊接是将母材熔合在一起，通常使用成分相似的填充剂。这形成了一个连续的整体接头，其强度通常与原始材料相当或更高。
了解实际的权衡
除了材料和工艺问题之外，一些实际考虑因素也可能使钎焊成为不太理想的选择。
对紧密接头间隙的要求
钎焊完全依赖于毛细作用将熔融的填充金属吸入零件之间的间隙中。这种现象只有在非常小、均匀的间隙（通常在 0.001 到 0.005 英寸（0.025-0.127 毫米）之间）下才能有效工作。
零件配合不佳或间隙不一致会导致空隙、填充金属流动不完全以及接头强度急剧下降。
助焊剂夹带和钎焊后清洁
许多钎焊工艺使用化学助焊剂来溶解氧化物并促进润湿。如果助焊剂施加或加热不当，它可能会被困在完成的接头内部。
被困的助焊剂会形成一个空隙，削弱接头，并经常成为未来腐蚀的起点。因此，大多数基于助焊剂的工艺都需要彻底的钎焊后清洁步骤，以去除任何腐蚀性残留物。
不适合高温服役
钎焊接头的最高使用温度始终受填充金属熔点的限制。当接近该温度时，接头强度会迅速下降，使得钎焊不适用于极高热环境中的应用。
为您的目标做出正确的选择
当钎焊的特定要求能够得到满足，并且其局限性在设计中得到考虑时，它仍然是一个绝佳的选择。
- 如果您的主要重点是连接异种材料：钎焊通常优于焊接，但您必须仔细设计接头以管理热膨胀引起的应力。
- 如果您的主要重点是避免变形：钎焊的较低温度和均匀加热比焊接引起的变形更小，但请注意，热量仍可能软化母材。
- 如果您的主要重点是接头强度：焊接通常会产生更强的接头，因为强度不受较弱的填充材料的限制。
了解这些缺点是成功应用钎焊，使其独特优势发挥最大价值的关键。
总结表：
| 缺点 | 关键挑战 | 对接头质量的影响 |
|---|---|---|
| 表面清洁度 | 绝对需要无氧化物表面 | 阻止填充金属润湿和流动 |
| 热膨胀失配 | 异种材料引起的应力 | 可能导致较弱材料开裂 |
| 精确的温度控制 | 填充金属熔点和母材熔点之间的狭窄窗口 | 有零件熔化或接头形成不良的风险 |
| 接头强度较低 | 受填充金属剪切强度限制 | 比焊接接头弱 |
| 紧密的接头间隙 | 需要 0.001-0.005 英寸的间隙以实现毛细作用 | 配合不佳会导致空隙和接头薄弱 |
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