[发明专利]一种钎焊体

说明书

本发明涉及一种钎焊体，由钎料和附着于钎料上的药皮组成，其特征在于，所述药皮至少两层，且相邻两层的融化温度范围不完全包含。本申请中由于相邻的两层药皮的融化温度范围不完全包含，因此在焊接的整个过程中，分阶段熔解，可以提高钎焊加热过程中各阶段的钎剂活性，实现更好的焊接。

技术领域

本发明涉及一种钎焊体。

背景技术

对于钎焊助剂来说，熔化温度是一个范围。除了少数单一成分的钎焊助剂以外，大多数往往是先出现部分融化或者软化，然后润湿其他粉末，整个体系呈收缩状态。之后随着温度升高，整个体系的可观察粘度逐渐下降，直至完全变成液体，在工件表面流动。还有个别品种的钎焊助剂在钎焊的整个过程中都没有完全融化。除了融化温度范围之外，钎焊助剂还有一个活性温度范围的概念。实际成分为混合金属盐和无机酸体系的钎焊助剂融化后，金属盐会发生电离，金属阳离子和酸根离子在体系内部受到的束缚降低，自由度提高，正是这些离子(有些情况下也有融化后成分子状态的情况)能够攻击金属表面的氧化物，与金属融液的边界发生作用改变表面张力从而达成钎焊助剂的功能。不过，当体系温度还比较低的时候，钎焊助剂仅仅部分融化，其融化的部分还不足以起作用，原因是电离出来的离子总量不够或者低温电离出来的离子的成分不足，活性差，作用效果不明显。随着温度的继续提高，更多的离子被电离出来，体系的钎焊活性越来越高。

在高温区间同样如此，在体系温度升高到一定范围之后，再随着时间的延长，体系会溶解更多的金属氧化物，从而趋近于饱和。同时，体系中很多成分会发生挥发而离开体系，还有部分物质会发生分解反应而失效。最后钎焊助剂融液虽然还在金属表面，但是已经没有任何作用，没有保护的金属依然迅速的发生氧化。例如在使用FB308S钎焊助剂焊接不锈钢时，在800摄氏度保持3分钟以后，或者迅速升温至900摄氏度时都已经可以观察到非常明显的失效现象：在钎焊助剂覆盖之下，不锈钢失去了原来的金属颜色而变黑。

当然，除了钎焊助剂本身的性能外，高温或者长时间加热导致的钎焊助剂失效，还跟添加量和气体环境有关。添加量多，或者有惰性气体保护的环境下，钎焊助剂的失效现象被缓解和推迟。

另外，钎焊助剂失效发生的温度和时间节点还受到升温速度的影响，升温速度越快，观察到失效现象的温度越高，升温速度越慢，观察到失效现象的温度越低。

综上，钎焊助剂的融化温度起点是当体系中部分物质开始融化时，钎焊助剂的活性温度范围起点是体系开始发挥明显作用时，钎焊助剂的活性温度范围的终点是当体系失去保护作用时。钎焊助剂的活性温度范围起点比融化温度范围起点高。而且两个“温度”边界都是一个模糊的温度范围。

钎焊助剂要起作用必须处于液体状态，这样才能够在金属表面形成致密的附着。钎焊助剂的熔化温度区间应该包含钎料的融化区间(即固相线和液相线的区间)。通常来说，大多数金属在300摄氏度以上都会出现明显加速氧化的情况。钎焊助剂的熔点越低，对金属表面的保护越提前。然而，熔点越低，在高温区间相同物质的挥发越厉害。熔点越低，在相同的一个钎焊加热过程中，钎焊助剂所溶解的氧化物越多。随着钎焊助剂的不断挥发和溶解的氧化物越来越接近饱和，钎焊助剂就会逐渐失效。由于这个原因，在钎焊助剂的设计中出现了一对矛盾，低温区间的表现和高温区间的表现是不能兼得的。另外，由于同样的原因，高温区间的钎焊助剂活性能够保持的时长也比较短。但是在很多钎焊场景中，更宽的活性温度范围和更长的高温活性保持能力是非常需要的。例如在大体积工件钎焊场景中，为了让工件彻底均匀的加热，我们需要长时间对工件进行加热，而附着在工件表面的钎焊助剂的被加热时间就会过长。例如，这种情况就出现在大型电机转子中频加热钎焊的过程中，由于尺寸巨大(典型案例直径为五米多的铬锆铜组建)，为了保证加热均匀，使用中频加热，这就使加热时间延长，整个钎焊过程需要钎焊助剂保持作用达到8分多钟。