从本质上讲，钎焊是一种冶金连接工艺，其中填充金属被加热到其熔点以上，并分布在两个或多个紧密配合的零件之间。熔点低于被连接母材的填充金属通过毛细作用力被吸入间隙。当组件冷却时，填充物凝固，形成牢固、永久的冶金结合，而母材不会熔化。
钎焊不仅仅是“用金属胶水粘合”。它是一个精确的热工艺，依赖于形成化学清洁的表面和控制温度，以使熔融的填充合金润湿并流入接头，从而形成通常与母材本身一样坚固的结合。
钎焊的基本原理
要掌握钎焊，必须了解使其发挥作用的三个核心要素：填充金属、毛细作用力和受控的加热环境。无论您是连接简单的铜管还是复杂的航空航天部件，这些原理都是通用的。
填充金属的作用
填充金属，或称钎料合金，是接头的核心。选择其成分是为了使其熔点明显低于被连接母材的熔点。
这一区别至关重要：母材会变热，但它们永远不会熔化。只有填充金属会液化。
毛细作用力的重要性
毛细作用力是将液态填充金属吸入零件之间紧密间隙的物理力。要使这种情况发生，两个条件至关重要。
首先，零件必须极其清洁且无氧化物。其次，零件之间的间隙必须精确控制——既不能太宽也不能太窄。
关键参数：热量和时间
每次钎焊操作都由其热循环定义。关键参数是停留温度（加热的程度）和停留时间（保持热的时间）。
目标是将整个组件均匀加热到高于填充金属熔点但低于母材熔点的温度，并保持足够长的时间，使填充物完全流过接头。
工艺的分步细分
虽然具体技术各不相同，但炉中钎焊的基本顺序提供了一个清晰的模型，用于了解从开始到结束的整个过程。
第 1 步：接头设计和准备
成功始于零件接触热量之前。必须设计具有特定间隙的接头，以促进毛细作用力。
至关重要的是，必须彻底清洁母材表面，以去除任何会阻止填充金属润湿表面的油污、污垢和氧化层。
第 2 步：组装和夹具固定
清洁后的零件被组装起来，通常填充金属以线材、膏状物或薄片的形式预先放置在接头内部或附近。
使用夹具或支撑夹具将组件精确对齐固定，以确保其在加热和冷却循环中不会移动。
第 3 步：加热循环
整个组件在受控气氛中加热，最常见的是在炉中。随着温度升高，任何残留的氧化物通常会因热膨胀或被助焊剂或炉内环境本身分解。
一旦组件达到目标温度，填充金属就会熔化，并通过毛细作用力被拉过整个接头。
第 4 步：冷却和凝固
填充物完全渗透接头后，组件会以受控的方式冷却。随着冷却，填充金属凝固，在零件之间形成固体、连续的冶金结合。然后根据需要清洁成品组件。
理解权衡：气氛与真空
钎焊发生的环境对最终接头质量有巨大影响。最常见的两种工业方法是气氛炉钎焊和真空钎焊。
炉中钎焊：大批量的主力
在标准炉中钎焊中，加热室充满受控气氛（如氢气）或使用助焊剂。这可以防止母材在高温下氧化。
这种方法在同时制造数千个接头方面非常高效，使其非常适合大规模生产。然而，使用助焊剂可能需要钎焊后清洁步骤以去除腐蚀性残留物。
真空钎焊：高纯度专家
真空钎焊是一种无助焊剂的工艺，在低压室（真空）中进行。真空本身取代了依赖气体或化学助焊剂的做法，它会去除空气并防止氧化。
这种高纯度环境甚至可以从金属中吸出污染物和氧化物，这一过程称为“脱氧”。结果是形成极其牢固、清洁的接头，使其成为关键应用和活性金属的首选方法。
为您的应用做出正确的选择
选择正确的钎焊方法完全取决于您项目在产量、材料和最终质量方面的目标。
- 如果您的主要重点是高产量的非活性金属生产： 标准炉中钎焊在规模化生产牢固、可靠的接头方面具有无与伦比的效率。
- 如果您的主要重点是连接活性金属或实现最大的接头纯度： 真空钎焊是更优的选择，因为它消除了对助焊剂的需求，并从最根本的层面防止了氧化。
- 如果您的主要重点是无论采用何种方法都能获得成功的接头： 细致的表面清洁和精确的接头间隙控制是成功的关键因素。
通过了解这些核心原理，您可以利用钎焊技术为最苛刻的应用打造坚固、可靠的接头。
摘要表：
| 钎焊方面 | 关键细节 |
|---|---|
| 工艺类型 | 冶金连接 |
| 关键机制 | 毛细作用力 |
| 母材 | 不熔化 |
| 常见方法 | 气氛炉、真空 |
| 主要优势 | 牢固、永久的结合 |
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