硬焊

硬焊。基本原理.為了獲得高品質的焊接接頭，零件必須安裝緊密且母材必須格外乾淨並除去氧化物。在大多數情況下，推薦的最佳焊縫間隙為0.03～0.08毫米並不少見。焊接表面的整潔至關重要，因為任何汙染都將導致熔填金屬的潤濕性變差。焊前有兩種主要清洗零件的方法：化學清洗和研磨或其它方式的機械清潔。使用機械清潔，除了表面清潔外也保持適當的表面粗糙度，在粗糙表面上比在光滑表面更容易充分潤濕.。另一個要考慮的，不能僅止於考量溫度和時間對焊接接頭品質的影響。隨著焊接合金溫度的增加，熔填物的合金化和潤濕性將增加。一般情況下，釬焊溫度選擇必須高於熔點的填充金屬。然而，有幾個因素共同影響焊接設計的溫度選擇。最佳好的焊接溫度須顧及：。助焊劑.硬焊作業如非在充滿惰性氣體或在還原反應的環境下，助焊劑在金屬被加熱的情形下必須防止氧化物的形成。助焊劑也可以清洗焊接表面的汙染物。助焊劑的應用可以是下列形式，包括漿液、液體、粉末或結合助焊劑與焊料金屬粉末預製的焊膏。助焊劑也可包覆於焊條外層會包埋於焊線核心中。在這兩種情況下，加熱接合時遊離的助焊劑會隨熔融填充金屬進入焊道。過量的助焊劑應焊接結束時除去，因為助焊劑殘留在焊道可導致腐蝕，妨礙表面處理及焊道檢查。含磷合金焊料在銅對銅焊接時具自熔性。助焊劑一般選擇是基於對他們對母材的表現。為了有效，助焊劑的化學性質必須兼顧母材及熔填料兩種性質。自熔性合金磷填料將產生脆性磷化物，自熔性合金磷填料如用於焊接鐵或鎳將產生脆性磷化物。作為一般規則，焊接週期較長的應比焊接操作短的使用更少的助焊劑。熔填料.採用何種合金作為熔填料取決於預期用途。一般情況下，熔填料所需的屬性是由3或更多種金屬形成的合金。熔填料的選擇基於下列能力：對母材的潤濕性，所需要承受的工作條件，及比母材熔點更低或其他更特定的溫度。熔填料焊材是最常用的因為他們是最容易使用及加熱。在採用熔爐硬焊時，合金通常已經事先投放，這個過程通常是高度自動化的。一些常見的熔填料種類如下：焊接氣體.由於焊接作業在高溫下進行，金屬表面在含氧的環境下將發生氧化。因此可能需要使用其他遮護氣體以取代空氣，焊接工作常用的氣體環境是：常用技法.火炬焊.火炬焊是目​​前最常用的機械化焊接方法。最好是用在小批次生產或專案作業。在一些國家，它佔了焊接作業絕大多數。火炬焊主要有三種類別：手工，機械和自動釬焊炬。，係應用氣體火焰的熱量在靠近接頭處焊接。火炬可以是手持或夾持在固定的夾具，這取決於是全手工操作或有一定程度的自動化。手工焊是最常用的少量生產方式或在應用於無法採其他釬焊方法的情形。主要缺點是高勞動成本與焊接品質極度依賴焊接人員技術。使用助焊劑或自熔性材料以防止氧化。機械火炬焊通常用在重複性大量的焊接作業。這種方法是針對填放硬焊材料、助焊劑和夾具的部分混合自動和手動操作方是以進行實際的焊接。這種方法的優點是，它減少了手工焊對大量勞動力和高技能的要求。這種方法需要使用助焊劑，因為沒有保護氣體，這是最適閤中小批次的生產方式。省去了手工勞動，在焊作業，省去裝卸熔填料的作業。這種方法的主要優點是：生產效率高，焊接品量均勻，降低成本。採用的裝置基本是相同於機械焊接的機具，主要的區別是以機械取代人工操作。熔爐焊.熔爐焊是一種廣泛應用於工業焊接的半自動化焊接方式，因為它適於大規模生產和使用非熟練技工。熔爐焊比起其他加熱方式有許多優點利於大規模生產。一個主要優點是它可以輕易的夾固且釬焊後無需清洗。熔爐焊常見的焊接氣體包括：惰性氣體，減少大氣壓或真空以保護焊道避免氧化。一些其他優點包括：低單位成本，可大規模生產，精確的溫度控制，並能夠在一次焊多個接頭。使用電爐加熱或電、瓦斯、油的加熱型別取決於爐的形式和應用。熔爐焊的缺點包括：高資本裝置的成本，焊接設計較困難和高耗能。主要有四種型別的爐用於釬焊操作：批次式、連續、Retort型和真空爐。銀焊.銀焊是採用銀合金的填充物。這些銀合金由許多不同比例的銀和其他金屬構成，如銅，鋅和鎘。銀焊廣泛應用於將硬質合金上的技巧。“Pretinning”往往做到：釬料合金熔化到硬質合金尖，這是擺旁邊的鋼鐵和重熔。預先沾焊銀以解決硬質合金難以潤濕的問題。銀焊硬質合金接頭通常是二至七個密耳板。在許多行業硬焊的連線強度標準為：接頭強度須強於母材。因此當受力時，母材應較接頭先破壞。一種特殊的銀焊的方法稱為針腳焊。它特別是用於連線電纜，鐵路軌道或陰極保護裝置。該方法將銀和助焊劑熔融倒入插入電纜的針腳孔眼裡。銅焊.銅焊是利用熔融塗佈助焊劑的青銅或黃銅焊條以接合鋼工件。銅焊所需的裝置基本上與其他硬焊方法相同。由於銅焊通常需要較多的熱量，常用乙炔或甲基乙炔-丙二烯瓦斯作為加熱的氣體燃料。美國焊接學會指出，"Braze welding"這個名字於沒有使用毛細作用此一事實。銅焊較熔焊具有許多優點。它允許接合不同的金屬，以減少熱變形，並能減少大範圍預熱的需求。此外，由於焊接過程被接合的金屬不熔化，零件得以保留其原來的形狀，零件輪廓不會變形且保持邊線稜角不會損壞成為圓角。銅焊的另一個效應是可減少其他熔焊方式經常出現的積蓄內應力。這對大型鑄件的修復是非常重要。缺點是受到高溫將損失強度無法承受高應力。硬質合金，金屬陶瓷和陶瓷等材質刃尖常以銅焊焊接於鋼片以製造帶鋸。鑄鐵焊.鑄鐵的焊接，熔填料通常採用鎳然而鑄鐵焊條也可以使用。球狀石墨鑄鐵管也可使用摩擦焊焊接。管線接頭接合程式首先以一小段銅絲接地至裸露的金屬，鐵管對正軸心平行對接以合成橡膠管墊片密封。這麼做的目的是利用電力在寒冷的氣候沿銅線保持地下管道溫暖。真空焊.真空焊是一種金屬接合技術，具有下列優點：極為乾淨，優越，熔填焊道高可靠度、高品質。這個加工程式程可能很昂貴，因為它必須在真空腔操作。工件在真空中加熱時溫度將保持均勻度，由於加熱和冷的卻迴圈緩慢故大大減少了殘餘應力。此一加工特性反而顯著提高材料在高溫下的機械性效能和力學效能，從而提供獨特的熱處理能力。如此在所有在每一爐的焊接，金屬接合過程將對工件施以熱處理或時效硬化作用。真空焊往往是一爐一爐的批次進行，這意味著整個工件的幾個接頭可一次加溫到焊接度。真空焊對工件加熱只能使用輻射熱，因為許多其他方法不能用在真空狀態。浸焊.浸焊尤其適用於焊接鋁因為空氣將被排除，從而防止形成氧化物。夾固要接合的部位，將要銲接的部分浸入熔融態的融鹽中，熔融態的融鹽具有傳熱介質和助焊劑兩種功能加熱法.焊接作業有許多方法可用來加熱。選擇加熱方式最重要的考慮因素是焊道內的傳熱效率與個別母材的熱容量。接頭的幾何形式、速度和生產數量也是重要的考慮因素。依據焊接加熱的方法分類下面是一些最常見的加熱法：火炬熔爐電感應浸焊電阻焊紅外線電子束和雷射優缺點.硬焊比起其他金屬連線技術如熔焊具有許多優點。由於釬焊不熔化接合的母材，它可以允許更嚴格的公差和產生乾淨的接頭，而無須進行二次加工。此外，它可焊不同的金屬和非金屬材料。一般情況下，硬焊比起熔焊由於受熱均勻也產生較少的熱變形。可焊複雜和多元件的工件。另一個優點是，硬焊可塗佈或包裹母材以達到防護性目的。最後，硬焊很容易適應大規模生產，實現自動化，因為各個工藝引數對變化不敏感的緣故。主要缺點是：接頭強度較低，由於使用軟熔填料，焊接接頭的強度很可能是低於母材金屬的強度，但大於填充金屬。另一個缺點是焊接接頭在高溫下可能會損壞。在工業化生產環境硬焊接頭母材需要高度清潔。一些硬焊需要使用適當的助焊劑清潔劑來控制。接頭顏色往往與母材金屬不同，造成美觀上的缺點。熔填料.多層疊合的金屬包覆著焊料。其芯材往往是銅，它的作用是作為承載著合金並吸收因機械應力如不同金屬間因熱膨脹係數產生的熱應力。並作為一種擴散屏障。硬焊料族系.硬焊填料合金形成幾個不同的族群;同一族系合金具有相似的效能和用途。