YNZY 焊接基础知识

焊接基础知识

第一章 焊接理论

一、焊接的含义

焊接是利用比被焊接金属熔点低的材料，与被焊接金属一同加热，在被焊接金属不熔化的条件下，熔融焊料润湿金属表面，并在接触面上形成合金层，从而达到牢固的连接的过程。

在焊接过程中，为什么焊料能润湿被焊金属？怎么样才能得到可靠的连接？通过对焊接原理的分析，可以得到初步的了解。

一个焊点的形成要经过三个阶段的变化：1、熔融焊料在被焊金属表面的润湿阶段；2、熔融焊料在被焊金属表面的扩展阶段；3、熔融焊料通过毛细管作用渗透焊缝，与被焊金属在接触面上形成合金层。其中，润湿是最重要的阶段，没有润湿，焊接无法进行。 二、焊接的润湿作用

任何液体和固体接触时，都会产生程度不同的润湿现象。焊接时，熔融焊料（液体）会程度不同地黏附在各种金属表面，并能进行不同程度的扩展，这种粘附就是湿润。润湿得越牢，扩展面越大，润湿得越好，反之，润湿性不好或根本不湿润。

为什么会产生润湿程度的差异，其原因是液体分之（熔融焊料）与固体分子（被焊金属）之间的相互引力（粘结力）大于或小于液体分子之间的相互引力（表面张力）决定的，即：

粘结力＞表面张力，则湿润； 粘结力＜表面张力，则不湿润。

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根据上述原理，焊接时降低熔融焊料的表面张力，可提高焊料对被焊金属的润湿能力。而降低焊料表面张力的最有效手段是：焊接时使用焊剂。

为了使焊料能迅速湿润被焊金属，必须达到金属间的直接接触，也就是说焊料和被焊金属接触面必须干净，任何污染都会妨碍润湿和金属化合物生成。因此，保持清洁的接触表面是润湿必须具备的条件。但是金属表面总是存在氧化物、油污等，因此焊接前对被焊金属表面都要进行清洁处理。 三、焊点的形成 3.1焊点形成的作用力

一个焊点形成是多种作用力综合作用的结果。在一块清洁的铜板上涂上一层焊剂，并在上面放置一定的焊料，然后将铜板加热到规定的温度，焊料熔化后就形成了下图的形状。

图 3-3

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(图3-2)中可以看出，通过接触角的大小，可以衡量焊料对被焊金属润湿性能的好坏，如图3·3所示。

当θ＜90°时COSθ ＞0 ，湿润 当θ＞90°时COSθ ＜0 ，不湿润 当θ→0°时COSθ→1 ，完全湿润 当θ→180°时COSθ→-1 ，完全不湿润

一般来说，θ=20°～30°，为良好的润湿，是合格的焊点。 从以上可以看出，焊点形成的优劣取决于焊料和焊剂的性能，以及被焊金属的表面状态，同时也取决于焊接工艺条件和操作方法。 3.2 焊点（合金层）的形成——金属间扩散作用

熔融材料润湿被焊金属时，会产生金属间的扩散，从而在金属接触面上形成合金层，达到焊接的最终目的。

任何金属内部都不是完全致密的，在晶格内部或晶格界面上总存在一定数量的间隙或空穴。在正常情况下，金属原子在晶格中都可以以其平衡位置为中心进行不停的热运动，这种运动随温度的增高，其频率和能量也逐步增高，当达到足够的能量和温度时，某些原子会克服周围原子对它的束缚，脱离原来占据的位置，这种现象就是扩散。如进行铜和铜合金焊接时，在一定的工艺条件下，焊料中的锡原子和被焊金属铜原子都会扩散到金属接触面，形成铜锡合金Cu5Sn6、Cu3Sn）。

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