钎焊是一种极其通用的连接工艺，能够粘合各种各样的材料。它常用于普通金属，如低碳钢、不锈钢、铜和铝，以及更专业的材料，包括铸铁、镍合金、钛，甚至是非金属材料如陶瓷。
钎焊的真正范围并非由简单的材料列表定义，而是由一个单一的原则决定：填充金属“润湿”并流过待连接表面的能力。如果能确保表面清洁、无氧化物，就可以钎焊种类繁多的金属、合金和陶瓷。
基本原则：“润湿性”的实现
任何钎焊操作的成功都取决于一个关键因素。这个因素决定了部件之间能否形成牢固、连续的结合。
什么是“润湿”？
润湿是熔融钎焊填充金属在基材表面均匀流动和铺展的能力。
把它想象成玻璃板上的水。在干净的表面上，水会铺展成一层薄膜。在有蜡或油污的表面上，水会聚集成珠，不愿铺展。填充金属必须像干净玻璃上的水一样，才能形成成功的接头。
清洁度的关键作用
实现良好润湿的第一步是确保部件机械清洁。
任何污染物，如油脂、油污、铁锈或金属屑（切屑），在钎焊前都必须彻底清除。这些污染物会阻止填充金属与基材紧密接触。
普遍障碍：金属氧化物
几乎所有金属都会与空气中的氧气反应，在其表面形成一层薄而看不见的氧化物。
这层氧化物是成功钎焊的主要障碍。它就像玻璃上的蜡涂层，阻止熔融填充金属润湿下方的母材并形成冶金结合。
钎焊如何克服氧化物障碍
整个钎焊过程旨在去除现有的氧化层，并防止其在加热循环中重新形成。这主要通过两种方式实现。
方法一：使用焊剂
对于许多常见应用，会使用焊剂。焊剂是一种在加热前涂覆在接头区域的化合物。
当部件被加热时，焊剂熔化并变得活跃。它化学溶解金属氧化物，并在接头上方形成一层保护屏障，防止新氧化物的形成，并允许填充金属润湿清洁的表面。
方法二：使用受控气氛
对于高活性材料（如钛或铝）或大批量生产，会使用炉中钎焊。
此过程在充满特定气氛（或真空）的密封炉内进行，该气氛不含氧气。通过从环境中去除氧气，在加热过程中不会形成氧化物，从而无需化学焊剂即可实现出色的润湿。这对于连接特殊和难熔金属至关重要。
常见陷阱和注意事项
虽然材料范围广泛，但成功需要注重细节。某些因素可能会损害钎焊接头的完整性。
钎焊异种材料
钎焊最大的优势之一是它能够连接异种材料，例如铜与钢，甚至金属与陶瓷。
由于基材不熔化，与焊接相比，冶金不兼容性问题大大减少。关键是选择与两种材料都兼容的填充合金。
表面光洁度的重要性
光滑、清洁的表面是理想的。接头附近的深划痕、粗糙的喷砂区域或其他不规则处可能会导致问题。
这些粗糙的特征可能会像灯芯一样，通过毛细作用将熔融填充金属从预期的接头区域吸走，从而使接头缺乏所需的填充物。
兼容性是关键
虽然几乎任何材料都可以钎焊，但并非每种填充金属都适用于每种基材。钎焊合金、焊剂和加热方法的选择必须与待连接的材料仔细匹配，以确保牢固、可靠的结合。
为您的材料做出正确选择
您的钎焊方法应完全由您打算连接的材料决定。
- 如果您的主要重点是连接普通金属（钢、铜、黄铜）：使用正确的化学焊剂的标准火焰钎焊工艺通常是最有效和最易于使用的方法。
- 如果您的主要重点是连接活性或特殊金属（钛、铝、难熔金属）：您必须使用受控气氛工艺，如真空或炉中钎焊，以防止灾难性氧化。
- 如果您的主要重点是连接异种材料（例如，陶瓷与金属）：成功取决于选择专门的钎焊合金和工艺，以确保在两种不同表面上都能实现适当的润湿。
最终，钎焊的成功并非来自记住材料列表，而是来自理解和控制接头界面的条件。
总结表：
| 材料类别 | 示例 | 关键考虑因素 |
|---|---|---|
| 普通金属 | 低碳钢、不锈钢、铜、黄铜 | 标准火焰钎焊与焊剂 |
| 活性/特殊金属 | 钛、铝、镍合金 | 受控气氛或真空炉钎焊 |
| 非金属与异种对 | 陶瓷、金属与陶瓷接头 | 专用填充合金和表面处理 |
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