原则上，钎焊几乎可以用于连接任何金属。兼容材料的广泛列表包括常见的黑色金属，如低碳钢、不锈钢和铸铁，以及有色金属，如铜、黄铜、青铜、镍、铝、钛和镁。该工艺甚至可以有效地将金属连接到陶瓷上。
钎焊的成功与您选择的特定金属关系不大，而更多地取决于确保满足正确的科学条件。关键是创建一个允许填充金属“润湿”并与母材结合的表面，这个过程需要完全去除表面氧化物。
基本原理：实现“润湿”表面
钎焊通过毛细作用将熔融填充金属吸入接头。为此，填充金属必须能够自由地流过被连接部件的表面，这种现象称为润湿。
什么是润湿？
将润湿想象成水在完美清洁的玻璃板上铺展。液体均匀流动并附着在整个表面上。在钎焊中，熔融填充合金必须以这种方式表现，在冷却时形成连续、牢固的结合。
钎焊的敌人：表面氧化物
几乎所有金属都会与空气反应，在其表面形成一层薄而看不见的氧化物层。这层氧化物层充当屏障，阻止填充金属与纯母材直接接触，并完全抑制润湿。这就像试图将胶水涂在多尘的表面上一样；结合会很弱且不可靠。
去除氧化物的两种方法
为了确保牢固的钎焊，必须去除这层氧化物层，并防止其在加热过程中重新形成。这通过以下两种方法之一实现：
-
助焊剂：一种在加热前涂抹在接头上的化学化合物。助焊剂熔化，溶解氧化物，并保护接头免受空气影响，使填充金属能够润湿清洁的表面。
-
受控气氛：在炉中钎焊时，部件在空气已被特定气体混合物取代的腔室中加热。这种气氛要么化学还原氧化物，要么是惰性的，从而从一开始就防止它们形成。
钎焊金属实用指南
通过正确的工艺控制，钎焊的通用性非常显著。兼容材料可分为几个主要类别。
黑色金属（铁基）
这些是最常被钎焊的材料之一。列表包括：
- 碳钢和合金钢
- 不锈钢
- 铸铁
有色金属
钎焊对于各种有色金属及其合金非常有效：
- 铜
- 黄铜（铜锌合金）
- 青铜（铜锡合金）
- 镍和镍基合金
- 铝
先进和特殊材料
钎焊的精度也使其可用于更具挑战性或特殊性的材料：
- 钛
- 镁
- 陶瓷（当钎焊到金属时）
理解权衡：母材与填充金属
一个常见的混淆点是待连接金属（母材）与用于连接它们的合金（填充金属）之间的区别。您选择的填充金属与母材本身一样关键。
填充金属的作用
填充金属设计为在低于母材的温度下熔化。常见的填充合金包括银、铜、锌、镍和钯的组合。这确保了被连接的部件永远不会熔化，从而保持其原始形状和强度。
填充金属与母材的匹配
您不能随意为任何工作使用任何填充金属。填充金属是为与特定母材兼容而设计的。例如，一些填充金属设计用于处理不锈钢上具有弹性的氧化物，而另一些则配制用于连接铜合金。
连接异种金属的优势
钎焊最大的优点之一是它能够连接不同类型的金属，例如铜与钢或不锈钢与黄铜。由于母材不熔化，冶金不相容的问题通常可以避免，从而实现独特而复杂的组装。
为您的目标做出正确选择
要应用这些知识，请考虑您打算连接的特定材料。
- 如果您的主要重点是连接普通钢或铜合金：这些是简单的应用，标准的助焊剂和银或铜基填充金属将产生出色的结果。
- 如果您的主要重点是连接铝或不锈钢：您必须选择专为这些材料的坚韧氧化物层设计的专用助焊剂，或者考虑受控气氛钎焊以获得最高质量。
- 如果您的主要重点是连接异种或特殊金属：钎焊是理想的选择，但成功需要仔细研究以选择与所有涉及的母材化学兼容的填充金属。
最终，问题不是金属是否可以钎焊，而是如何准备它以实现成功的结合。
总结表：
| 金属类别 | 常见示例 | 关键考虑事项 |
|---|---|---|
| 黑色金属 | 低碳钢、不锈钢、铸铁 | 使用适当填充金属的标准工艺。 |
| 有色金属 | 铜、黄铜、青铜、镍、铝 | 对于坚韧氧化物（例如铝上）需要专用助焊剂。 |
| 先进材料 | 钛、镁、陶瓷 | 通常需要专用填充金属和受控气氛。 |
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