从本质上讲，钎焊是通过在受控环境中加热组件来使用填充金属连接材料的。 最常见的钎焊方法根据它们在加热过程中用于保护焊缝的环境或气氛类型而区分。这些主要包括明火炉或火焰钎焊、使用惰性气体的可控气氛钎焊，以及完全去除气氛的真空钎焊。
任何钎焊操作中的根本挑战是在高温下防止母材氧化。因此，选择钎焊方法的最终决定是如何最好地控制环境，以确保清洁、牢固和可靠的焊缝。
钎焊工艺：基础
在比较方法之前，了解形成钎焊接头时发生的通用步骤至关重要，特别是对于像铝这样具有坚硬氧化层的材料。
热量和助焊剂的作用
该过程始于加热组件。随着温度升高，母材膨胀。这种差异膨胀可能导致表面上的保护性氧化层破裂。
熔化阶段
在特定温度下，化学助焊剂（如果使用）会熔化并流入这些裂缝中。它的作用是化学分解并清除残留的氧化物，为填充金属准备一个清洁的表面。
形成焊缝
最后，随着温度进一步升高，填充金属熔化。在毛细作用力的拉动下，它流入清洁母材之间紧密的间隙中，冷却并凝固，形成牢固的永久性冶金结合。
常用钎焊方法的细分
发生此加热过程的环境定义了钎焊方法。每种方法在控制污染（尤其是氧化）方面都提供了不同级别的控制。
火焰钎焊和明火炉钎焊
这是最直接的方法，通常使用火焰手动进行，或在向空气开放的简单批次炉中进行。它在很大程度上依赖于化学助焊剂来保护焊缝区域免受大气中氧气的侵害。
此方法最适合对最高焊缝纯度没有主要要求的简单、小批量应用。
可控气氛钎焊
这种先进的方法在一个充满特定气体的密闭炉内进行。这种可控气氛被设计为惰性（非反应性）或具有还原性，从而在不完全依赖化学助焊剂的情况下防止氧化。
用于此方法的炉子可以是批次类型，例如用于氢气钎焊的箱式炉，也可以是连续类型，其中零件在传送带上通过炉子进行大批量生产。这种方法为大规模制造提供了出色的一致性和质量。
真空钎焊
真空钎焊代表了最高级别的环境控制。零件在密闭的冷壁腔室内加热，腔室中的几乎所有空气和其他气体都已被真空泵去除。
通过消除气氛，此方法提供了防止氧化和污染的最终保护。它对于连接钛等活性金属或用于航空航天、医疗设备和高性能电子设备中焊缝完整性绝对关键的应用至关重要。
关键挑战和考虑因素
尽管钎焊是一种有效的精确热工艺，但它也伴随着固有的挑战。方法的选择通常是在控制、成本和复杂性之间进行权衡。
管理热变形
加热和冷却零件可能导致它们翘曲或改变形状。这是真空钎焊中的一个重要问题，需要事先对零件进行应力消除或使用刚性夹具等措施来保持尺寸精度。
成本与纯度
设备成本与所得焊缝的纯度之间存在直接关系。简单的火焰设置成本低廉，而高端真空炉则代表着巨大的资本投资。
材料和填充金属的兼容性
母材和所选的填充金属决定了最佳的钎焊方法。例如，连接不锈钢或先进合金通常需要真空炉的清洁环境，而简单的铜或黄铜部件可能非常适合气氛钎焊。
选择正确的钎焊方法
您的选择应直接受您的材料要求、生产量和零件最终应用的影响。
- 如果您的主要重点是低成本维修或简单的一次性组件： 使用适当助焊剂的火焰钎焊提供了最大的灵活性和最低的设备成本。
- 如果您的主要重点是对非活性金属进行大批量、一致的生产： 连续炉中的可控气氛钎焊在质量、速度和单位成本之间提供了最佳平衡。
- 如果您的主要重点是连接活性材料或为关键应用实现绝对最高的焊缝纯度： 真空钎焊是提供必要环境控制的唯一方法。
了解这些不同的方法可以帮助您选择确切的工艺，以保证最终组件的完整性和性能。
摘要表：
| 钎焊方法 | 环境/气氛 | 关键特性 | 最适合 |
|---|---|---|---|
| 火焰/明火炉 | 空气（使用化学助焊剂） | 成本低、简单、手动 | 小批量、简单组件、维修 |
| 可控气氛 | 惰性/还原性气体（例如氢气） | 高一致性、无助焊剂、大批量 | 非活性金属的大规模生产 |
| 真空 | 高真空（无气氛） | 最高纯度、无助焊剂、终极氧化控制 | 活性金属（例如钛）、航空航天、医疗设备 |
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