对于铜的钎焊,您的主要选择是用于铜对铜接头的磷铜合金(通常称为磷铜或 BCuP),以及用于连接铜与其他金属(如黄铜、青铜或钢)的银基合金(BAg)。磷铜合金具有成本效益,并且对铜具有自熔剂作用,而银合金则提供更大的通用性、强度和延展性,但需要单独的焊剂。
您决策中最关键的因素不是铜本身,而是接头中的另一种金属。对于铜对铜,磷铜合金是标准选择。对于铜对任何其他金属,则需要使用带焊剂的银基合金。
铜的两种主要合金系列
在为铜选择钎焊合金时,您需要在两个主要类别之间做出选择,每个类别都有不同的特性和理想用途。
磷铜合金(BCuP 系列)
磷铜合金是连接铜与铜的“主力军”,常见于管道和暖通空调应用中。它们的成分主要是铜和磷,有些还含有少量银。
该系列的一个决定性特征是,在连接铜与铜时,磷充当助焊剂。这种“自熔剂”能力消除了对单独焊剂膏的需求,从而简化了过程并降低了成本。
常见示例包括 BCuP-2(0% 银)和 BCuP-5(15% 银)。添加银可以降低熔点并改善合金的流动性和延展性。
银合金(BAg 系列)
银基钎焊合金以其多功能性和高性能而闻名。它们对于连接铜与其他异种金属(如黄铜、青铜、钢和不锈钢)至关重要。
这些合金总是需要单独的焊剂来清洁母材并确保适当的润湿和流动。焊剂会去除铜和其他金属上的氧化物,使填充金属形成牢固的冶金结合。
银的百分比(例如,BAg-7,含 56% 银)直接影响合金的熔化温度、流动特性和成本。较高的银含量通常意味着较低的熔点和更好的延展性。
驱动您决策的关键因素
除了母材之外,一些工程考虑因素将指导您为特定应用选择最佳合金。
连接的母材
这是最重要的因素。如果您连接的是铜对铜,BCuP 合金是您最高效、最经济的选择。
如果您连接的是铜对黄铜接头或钢架,则必须使用带有适当焊剂的 BAg 银合金。
所需的接头强度和延展性
银合金通常比磷铜合金产生的接头更坚固、更具延展性(能够承受振动和热膨胀)。
对于承受高应力、振动或大温度波动的应用,银合金是更可靠的工程选择。
接头间隙和配合度
待连接的两部分之间的间隙,即接头间隙,至关重要。BCuP 合金流动性高,最适用于非常紧密的间隙,通常为 0.001" 至 0.005"。
银合金的粘度略高,可以成功填充稍大的间隙,尽管为了获得最大的接头强度,始终推荐紧密间隙。
最终部件的工作温度
考虑钎焊接头部件将使用的环境。钎焊填充金属的固相线温度(完全固化的点)必须远高于部件的最高工作温度。
了解权衡和陷阱
客观分析需要了解每种合金类型的局限性和潜在的失效点。
磷铜的关键限制
您不得使用 BCuP(磷铜)合金钎焊钢或铁等黑色金属。
合金中的磷会与铁反应,在接头界面形成脆性磷化铁层。这会产生极其薄弱的结合,在最小应力下容易突然完全失效。
银合金的成本
银合金的高性能和多功能性所带来的主要权衡是成本。银是一种昂贵的贵金属,其价格直接影响填充焊丝的成本。
对于铜对铜接头的大批量生产,使用自熔剂 BCuP 合金可以节省大量成本。
过热的风险
无论使用哪种合金,过热铜母材都是一个常见的错误。过度的热量会烧掉焊剂,产生阻碍流动的重氧化物,甚至通过过度晶粒生长削弱铜本身。
为您的目标做出正确的选择
您应用的具体要求将直接指向正确的合金。
- 如果您的主要重点是经济高效地连接铜管或管道(HVAC/管道): 选择 BCuP 磷铜合金,因为它具有自熔剂特性和低成本。
- 如果您的主要重点是将铜连接到黄铜接头或钢架: 您必须使用带有正确白色钎焊剂的 BAg 银合金。
- 如果您的主要重点是承受高振动或应力的部件的最大接头完整性: 选择更高百分比的 BAg 银合金,以获得其卓越的强度和延展性。
选择正确的填充金属将钎焊从一项简单的连接任务转变为精确可靠的工程过程。
摘要表:
| 合金类型 | 最适合 | 需要焊剂吗? | 关键特性 |
|---|---|---|---|
| 磷铜 (BCuP) | 铜对铜接头 | 自熔剂 | 经济高效,适用于管道/暖通空调 |
| 银合金 (BAg) | 铜对黄铜、青铜、钢 | 是,需单独焊剂 | 通用、坚固、延展性好、成本较高 |
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