水负载的隔离方陶瓷片的钎焊方法

吴华夏；贺兆昌；李锐；朱刚；王起；李荣

钎焊过程的主要工艺参数是钎焊温度和保温时间。钎焊温度通常选为高于钎料液相线温度25 - 60℃，以保证钎料能填满间隙。

钎焊保温时间视工件大小及钎料与母材相互作用的剧烈程度而定。大件的保温时间应长些，以保证加热均匀。钎料与母材作用强烈的，保温时间要短。一般说来，一定的保温时间是促使钎料与母材相互扩散，形成牢固结合所必需的。但过长的保温时间将导致熔蚀等缺陷的发生。钎焊常用的工艺方法较多，主要是按使用的设备和工作原理区分的。如按热源区分则有红外、电子束、激光、等离子、辉光放电钎焊等；按工作过程分有接触反应钎焊和扩散钎焊等。接触反应钎焊是利用钎料与母材反应生成液相填充接头间隙。扩散钎焊是增加保温扩散时间，使焊缝与母材充分均匀化，从而获得与母材性能相同的接头。几乎所有的加热热源都可以用作钎焊热源，并依此将钎焊分类：

烙铁钎焊 用于细小简单或很薄零件的软钎焊。

波峰钎焊 用于大批量印刷电路板和电子元件的组装焊接。施焊时，250℃左右的熔融焊锡在泵的压力下通过窄缝形成波峰，工件经过波峰实现焊接。这种方法生产率高，可在流水线上实现自动化生产。

火焰钎焊 用可燃气体与氧气或压缩空气混合燃烧的火焰作为热源进行焊接。火焰钎焊设备简单、操作方便，根据工件形状可用多火焰同时加热焊接。这种方法适用于自行车架、铝水壶嘴等中、小件的焊接。

浸沾钎焊 将工件部分或整体浸入覆盖有钎剂的钎料浴槽或只有熔盐的盐浴槽中加热焊接。这种方法加热均匀、迅速、温度控制较为准确，适合于大批量生产和大型构件的焊接。盐浴槽中的盐多由钎剂组成。焊后工件上常残存大量的钎剂，清洗工作量大。

感应钎焊利用高频、中频或工频感应电流作为热源的焊接方法。高频加热适合于焊接薄壁管件。采用同轴电缆和分合式感应圈可在远离电源的现场进行钎焊，特别适用于某些大型构件，如火箭上需要拆卸的管道接头的焊接。

炉中钎焊 将装配好钎料的工件放在炉中进行加热焊接，常需要加钎剂，也可用还原性气体或惰性气体保护，加热比较均匀。炉中钎焊又可分为箱式钎焊炉，井式钎焊炉，间歇式钎焊炉，连续式钎焊炉。大批量生产时可采用连续式炉。

真空钎焊工件加热在真空室内进行，主要用于要求质量高的产品和易氧化材料的焊接。

不锈钢的钎焊方法有多种，如钎剂钎焊法、充氢钎焊法、真空钎焊法等。虽然这些方法都能达到连接零件的目的，但是分析认为，这几种工艺均不宜采用。原因在于，钎剂钎焊会粘污器件内部，不易清除;吸附的氢气难以被管中的吸气剂吸收，给器件带来除气不彻底的问题；真空钎焊法需要把所焊接物体及其周围全部加热，对于本身尺寸就较小的行波管而言，这种大范围加热会直接损伤管子已装配的零部件（如陶瓷与金属封接件、慢波线、收集极、集中衰减器、输入、输出组件等），造成组件变形和陶瓷炸裂等一系列问题。

高频钎焊法是利用高频电流流过金属产生的热量，使钎料熔化并填满被焊零件间隙，凝固后形成不可拆卸的接头。这种方法由于是对被焊件进行局部加热，加热速度快，因此该方法特别适合于小型零件的批量化生产 。

铜及铜合金可根据焊件的形状、尺寸及数量选择采用烙铁、浸沾、火焰、感应、电阻和炉中等加热方法进行钎焊。各种方法的加热速度和加热时问不同，必须同时合理地选择相适应的钎料、钎剂和保护气氛。原则上说，主要采用快速加热法，因为：

①某些钎料在熔化时有熔析现象，加热熔化速度快，熔析现象不严重；

②钎剂的活性作用时间有限，加热速度慢可能使钎剂在钎焊完成前就实效；

③缓慢加热使钎焊金属表面氧化严重，妨碍钎料铺展；

④缓慢加热将延长熔融钎料与母材的作用时间，形成界面金属间化合物或造成溶蚀等现象，使接头性能恶化。

选用局部加热的火焰钎焊必须考虑预防焊件的变形问题。电阻、感应加热因不同的铜合金的电导率、热导率相差较大而必须考虑功率的调整问题，并尽量选用电导率、热导率低的钎料。这两种方法最合理是用于铜与电导率较低的金属的异种接头钎焊。对具有热脆性或熔化钎料作用下容易发生自裂的铜合金和接头必须在钎焊前进行清除应力处理，并尽量缩短钎焊时间，尽量不采用快速加热法。炉中钎焊黄铜和铝青铜时，为避免锌的烧损及铝向银钎料扩散，最好在焊件表面预先镀上铜层或镍层。在还原性气氛中钎焊铜及铜合金时，要注意“氢病”的危险。只有无氧铜才能在氢气中钎焊。钢与铜及铜合金钎焊一般采用铜-磷-锡焊膏的硬钎焊和氧乙炔焰钎焊等方法，其特点是无镉、无银，但接头常出现气孔、夹渣、未焊透、侵蚀等焊接缺陷，使接头性能严重下降。为防止制品腐蚀，焊后对钎剂要进行及时清洗。

采用火焰钎焊纯铜件，一般选用铜银磷钎料。该钎料价格低，工艺性能好，钎焊接头具有满意的耐蚀性。钎焊时热源采用中性焰。钎剂选用QJ一102。焊前应仔细清理焊件表面氧化物、油脂等污物。需预热，根据试件厚度、大小预热温度、时间有所不同。钎缝区温度应控制在650~800℃之间。焊后间隔一段时间后，当温度降至200℃以下时，用温水、毛刷清理熔渣以防腐蚀。钎焊接头成形美观，表面无裂纹、气孔未熔合。接头抗拉强度达到母材的80%。2100433B