对于成功的钎焊，关键的热量要求不是单一温度，而是一个完整的热曲线。您必须将组件加热到略高于填充金属熔点但低于母材熔点的温度，并保持特定持续时间（停留时间）。此过程必须在受控气氛中进行，以使填充金属正确流动并形成坚固的接头。
实现高质量钎焊的关键不在于达到某个特定温度，而在于在整个加热和冷却循环中精确管理温度、时间和气氛之间的关系。
钎焊循环的核心要素
钎焊中的热量施加是一个动态过程，称为钎焊循环或热曲线。它不仅仅包含峰值温度。
达到钎焊温度
主要目标是将整个组件均匀加热到指定的钎焊温度。此温度选择在液相线（填充金属完全液化的点）之上。
这确保了填充合金可以通过毛细作用自由地流入母材之间的狭窄间隙。
停留时间的关键作用
仅仅达到温度是不够的。组件必须在该温度下保持特定时间，称为停留时间。
时间和温度之间的平衡至关重要。足够的停留时间允许液态填充金属完全渗透接头，形成无空隙的结合。例如，通过使用更长的停留时间来优化这一点，可以显著减少废品并提高产品一致性。
管理加热和冷却速率
您加热零件的速度（升温速率）和冷却零件的速度也是热量要求的一部分。快速或不均匀的加热会导致变形，而不当的冷却会引入残余应力，从而削弱最终组件。
为什么气氛与热量同样重要
在不受控制的环境中施加热量会导致钎焊失败。热量会加速化学反应，其中最需要控制的是氧化。
防止氧化
当母材加热时，如果暴露在空气中，它们会在表面迅速形成氧化物。这层氧化物会形成屏障，阻止液态填充金属“润湿”或结合到母材上。
成功的钎焊要求表面在微观层面上完美清洁，除非气氛受控，否则在加热条件下无法保持这种状态。
关键气氛条件
为了防止氧化，钎焊通常在受控气氛炉中进行。环境必须清洁干燥。
理想条件通常包括露点为-40°C或更低（表示水蒸气含量非常低）和氧气含量低于100 ppm（百万分之一）。
惰性气体作用
这种保护性环境通常通过用惰性气体（最常见的是氮气）吹扫炉子来创建。这种气体取代了氧气和水分，确保热量能够发挥其作用而不会引起破坏性氧化。
理解权衡
优化钎焊循环需要平衡相互竞争的因素。偏离理想参数会带来重大风险。
过多的热量或时间
过高的温度或过长的停留时间可能具有破坏性。它会导致母材的晶粒结构长大，从而降低其强度。在某些情况下，甚至会导致侵蚀，即液态填充金属开始溶解母材。
热量或时间不足
热量或停留时间不足是更常见的失败原因。如果填充金属没有完全液化或没有足够的时间流动，接头将不完整。这会导致空隙、强度低和潜在的泄漏路径。
气氛控制不足
如果气氛控制失败——例如，如果露点过高或氧气泄漏到炉中——无论时间和温度设置如何，钎焊都会失败。零件会氧化，填充金属不会流入接头。
为您的目标做出正确选择
实现完美钎焊需要对整个过程进行整体审视。您的具体优先级将决定您关注的重点。
- 如果您的主要关注点是接头强度和完整性：专注于在确保填充金属完全液化的温度下实现正确的停留时间，以实现完整的毛细流动。
- 如果您的主要关注点是批量生产和低废品率：投资于精确的过程控制，以在每个循环中保持一致的时间-温度曲线和纯净的炉气氛。
- 如果您的主要关注点是防止零件失效：在开始优化热曲线之前，确保您的炉气氛经过验证是清洁干燥的（低露点，低O₂）。
最终，掌握钎焊需要将热量、时间和气氛视为一个相互关联的系统，而不是独立的变量。
总结表：
| 钎焊参数 | 关键要求 | 目的 |
|---|---|---|
| 钎焊温度 | 高于填充金属液相线，低于母材熔点 | 确保填充金属通过毛细作用流动 |
| 停留时间 | 在钎焊温度下的特定持续时间 | 允许完全的接头渗透和结合 |
| 气氛 | 露点 ≤ -40°C，O₂ ≤ 100 ppm | 防止表面氧化以实现适当的润湿 |
| 加热/冷却速率 | 受控且均匀 | 防止零件变形和残余应力 |
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