钎焊中使用哪些气体？选择合适气氛以获得牢固接头的指南

钎焊是一种金属连接工艺，使用熔点高于 450°C (842°F) 但低于被连接母材熔点的填充金属。该过程需要一个受控的气氛，以防止氧化并确保牢固、清洁的接头。钎焊中使用的气体取决于被连接的材料和所需的结果。常用的气体包括氢气、氮气、氩气、氦气以及这些气体的混合物。氢气在还原金属氧化物方面特别有效，而氩气和氦气等惰性气体则提供保护性环境。选择合适的气体对于实现高质量的钎焊接头至关重要。

关键点解释：

钎焊中气体的目的
- 钎焊中使用气体来创造一个受控的气氛，以防止氧化、结垢和积碳（烟灰）。
- 氧化会削弱接头并降低成品质量。
- 通过使用适当的气体或气体混合物，可以获得清洁、光亮的成品。
常用气体
- 氢气 (H2)：
  - 作为还原金属氧化物的活性剂。
  - 常用于钎焊工艺中，以产生清洁、无氧化的表面。
  - 通常与其他惰性气体结合使用。
- 氮气 (N2)：
  - 置换炉内气氛中的空气/氧气，防止氧化。
  - 在钎焊铜时特别有效。
- 氩气 (Ar) 和氦气 (He)：
  - 惰性气体，提供保护性气氛，防止与母材发生反应。
  - 用于钎焊金属和陶瓷，在这些应用中非反应性环境至关重要。
- 气体混合物：
  - 通常使用氢气和氮气或其他惰性气体的混合物，以根据特定的钎焊要求调整气氛。
特殊气氛
- 氨分解气：
  - 通过氨分解产生的氢气和氮气的混合物。
  - 提供还原性气氛，是防止氧化的理想选择。
- 放热气和吸热气：
  - 这些是通过燃烧天然气或丙烷与空气混合产生的。
  - 用于需要受控反应性气氛的特定钎焊应用中。
- 真空：
  - 在某些情况下，使用真空代替气体气氛以完全消除氧化。
影响气体选择的因素
- 材料兼容性：
  - 所使用的母材和填充金属的类型决定了合适的用气。例如，氢气适用于还原钢上的氧化物，而氮气更适合铜。
- 期望的表面光洁度：
  - 光亮、清洁的表面需要一种能有效还原氧化物的气体，例如氢气或氨分解气。
- 工艺要求：
  - 钎焊温度、炉子设计和接头结构影响气体选择。
钎焊气氛中不希望存在的成分
- 氧气 (O2)：
  - 引起氧化，这会削弱接头并降低表面光洁度。
- 水蒸气 (H2O)：
  - 抑制钎料流动并可能导致接头质量差，但在某些铜钎焊应用中可能是有益的除外。
特定气体的应用
- 氢气：
  - 用于钎焊不锈钢、镍合金和其他易氧化金属。
- 氮气：
  - 钎焊铜和铜合金的理想选择。
- 氩气和氦气：
  - 用于钛等活性金属的高温钎焊以及陶瓷对金属的钎焊。
安全注意事项
- 氢气：
  - 易燃，需要小心处理和使用专为使用氢气设计的设备。
- 惰性气体：
  - 虽然不具反应性，但它们会在密闭空间中取代氧气，构成窒息危险。

总之，钎焊中使用的气体是根据其创造受控气氛、防止氧化并确保牢固、清洁接头的能力来选择的。氢气、氮气、氩气、氦气及其混合物是最常用的气体，每种气体根据材料和工艺要求提供独特的好处。气体选择对于实现所需的钎焊效果至关重要，并且在处理这些气体时必须始终考虑安全因素。

摘要表：

气体类型	关键特性	常见应用
氢气 (H2)	还原金属氧化物，确保表面清洁	不锈钢、镍合金
氮气 (N2)	置换氧气，防止氧化	铜和铜合金
氩气 (Ar)	惰性，提供保护性气氛	活性金属（例如钛）、陶瓷对金属钎焊
氦气 (He)	惰性，高导热性	活性金属的高温钎焊
混合物	可定制混合物（例如 H2 + N2）	根据特定钎焊要求定制
氨分解气	氢气 + 氮气混合物，还原氧化	防止各种金属氧化
真空	完全消除氧化	高精度钎焊应用