钎焊中使用的具体气体完全取决于其目的： 营造保护性气氛或为焊枪提供热量。对于炉内气氛钎焊，最常用的气体是氮气、氩气和氢气，通常以混合物的形式使用。对于火焰钎焊，使用氧乙炔、空气-丙烷或空气-MAPP等燃料气体组合来产生火焰。
最关键的见解是，钎焊中的气体不仅仅是燃料来源，更是冶金过程中的一个活性组分。正确的气氛气体可以防止灾难性的氧化，并确保填充金属能够与母材正确结合，从而形成坚固、清洁的接头。
气体的作用：营造合适的氛围
炉内钎焊中气氛气体的主要功能是置换高温环境中的氧气和其他反应性元素。否则会导致钎焊接头失效。
防止氧化
当金属被加热到钎焊温度时，其表面会与空气中的氧气迅速反应。这会形成一层氧化物，起到阻碍作用。
这种氧化物屏障会阻止熔融的填充金属“润湿”您试图连接的零件表面，从而导致结合力弱或根本没有结合。特定气体的受控气氛可以防止这种情况发生。
惰性气氛与还原气氛
钎焊气氛主要分为两类：
惰性气氛，例如使用氩气的气氛，仅提供中性保护。它们置换氧气但不会与金属表面发生反应。
还原气氛，其中含有氢气，更进一步。它们不仅置换氧气，还可以主动去除零件在进入炉子之前可能存在的轻微表面氧化物。
常用气氛气体解释
选择正确的气氛气体取决于所连接的母材、填充金属和成本考虑因素。
氮气 (N₂)
氮气是钎焊气氛的主力。它相对便宜，并且能有效防止铜和低碳钢等常见材料的氧化。
它被认为是惰性的，但在高温下会与某些金属（例如钛和一些不锈钢）发生反应，形成脆性氮化物。
氢气 (H₂)
氢气是一种强大的还原剂，使其成为形成顽固氧化物（如不锈钢、镍和钴合金）的材料的理想选择。它在过程中“清洁”零件的能力确保了卓越的润湿性。
纯氢气提供最强的还原潜力，但它高度易燃，需要严格的安全协议。更常见的是，它与氮气混合使用，形成不易燃混合物，例如5% 氢气 / 95% 氮气。
氩气 (Ar)
氩气是一种真正的惰性气体，这意味着它在任何温度下都不会与任何金属发生反应。这使其成为钛、锆和镁等高活性金属的首选。
其高纯度和完全惰性使其成本远高于氮气，因此其用途通常限于专业的、高价值的应用。
火焰钎焊的燃料气体
当用焊枪手动钎焊时，气体混合物是热源。火焰本身也可以提供有限的气氛保护。
氧乙炔
这种组合产生最高的火焰温度，提供快速加热和巨大的多功能性。经验丰富的操作员可以调整焊枪以产生中性火焰（适用于大多数工作）、轻微氧化火焰或还原（碳化）火焰。
空气-丙烷和MAPP气体
这些是用于低温钎焊的常见且易于获得的选项，特别是用于铜和黄铜管道应用。火焰温度低于氧乙炔，这可能是一个优势，因为它降低了零件过热的风险。
了解权衡
选择气体从来不仅仅是性能问题；它涉及平衡成本、安全性以及材料兼容性。
成本与所需纯度
氮气是迄今为止最经济的气氛气体选择。氩气最昂贵。氢氮混合物的成本介于两者之间。使用比必要更纯或更强大的气体是浪费金钱。
安全与处理
氢气在某些条件下高度易燃易爆。使用氢气的设施需要专门的通风、泄漏检测和安全协议。氮气和氩气等惰性气体在密闭空间中存在窒息危险。
材料兼容性不容协商
这是最关键的因素。将氮气用于钛会损坏零件。将简单的空气-丙烷焊枪用于不锈钢很可能会导致严重氧化、失效的接头。务必根据母材和填充金属的具体冶金要求选择气体。
为您的目标做出正确选择
您选择的气体应由您正在连接的材料和您正在使用的工艺决定。
- 如果您的主要重点是铜或碳钢的经济型钎焊： 炉内钎焊使用氮气，手动操作使用空气-丙烷焊枪。
- 如果您的主要重点是钎焊不锈钢或其他高合金金属： 使用氢氮气氛，以确保清洁、无氧化物的表面，实现牢固的结合。
- 如果您的主要重点是钎焊钛等高活性金属： 使用高纯度氩气，因为这是确保完全非反应性环境的唯一方法。
- 如果您的主要重点是多功能、高速手动钎焊： 使用氧乙炔焊枪并掌握中性火焰的控制。
选择正确的气体使其从简单的消耗品转变为实现冶金成功的关键工具。
总结表：
| 气体类型 | 主要用途 | 主要特点 | 理想用途 |
|---|---|---|---|
| 氮气 (N₂) | 炉内气氛 | 经济高效，对许多金属呈惰性 | 铜，低碳钢 |
| 氢气 (H₂) | 炉内气氛 | 强效还原剂，清洁表面 | 不锈钢，镍合金 |
| 氩气 (Ar) | 炉内气氛 | 真正的惰性气体，在任何温度下均不反应 | 钛，锆，活性金属 |
| 氧乙炔 | 火焰钎焊 | 火焰温度最高，用途广泛 | 手动，高速钎焊 |
| 空气-丙烷/MAPP | 火焰钎焊 | 温度较低，易于获取 | 铜管道，低风险应用 |
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