钎焊接头的设计-材料科学-工程科技.ppt

第四章第四章 钎焊的接头设计钎焊的接头设计钎焊生产工艺流程钎焊生产工艺流程钎焊前钎焊前零件表零件表面处理面处理零件的零件的装配和装配和固定固定钎焊工钎焊工艺确定艺确定钎焊后钎焊后的处理的处理工序工序脱脱脂脂去去膜膜接接头头设设计计工工艺艺参参数数的的确确定定钎钎料料形形状状的的确确定定钎钎料料数数量量的的确确定定钎钎料料放放置置热热处处理理与与清清除除焊后质焊后质量检验量检验生产工艺流程的重要性生产工艺流程的重要性钎焊生产工艺流程钎焊生产工艺流程钎焊工艺过程钎焊工艺过程钎焊的接头设计钎焊的接头设计焊接结构对接头的要求是什么？焊接结构对接头的要求是什么？接头应与被连接零件接头应与被连接零件具有相等的承受外力具有相等的承受外力的能力的能力.接头设计接头设计 钎焊的接头设计钎焊的接头设计钎焊接头设计是影响钎焊质量和接头性能的重要因素钎焊接头设计是影响钎焊质量和接头性能的重要因素. .在设计钎焊接头时必须要考虑以下几个方面：在设计钎焊接头时必须要考虑以下几个方面：接头的形式接头的形式钎料的放置方法钎料的放置方法接头的定位方法接头的定位方法装配间隙等装配间隙等 钎焊接头形式钎焊接头形式熔焊与钎焊接头形式熔焊与钎焊接头形式 搭接的接头强度最高，其次是斜接，最差的是对接搭接的接头强度最高，其次是斜接，最差的是对接，所以，所以承受载荷的零件，一般设计成搭接的接头形式。

对接只用在承受载荷的零件，一般设计成搭接的接头形式对接只用在承受载荷很小的厚壁构件中，当钎焊薄壁零件时，可采用锁承受载荷很小的厚壁构件中，当钎焊薄壁零件时，可采用锁边接头以提高接头强度及密封性边接头以提高接头强度及密封性. .熔焊与钎焊接头形式熔焊与钎焊接头形式典型的钎焊接头(1)(1)平板钎焊的接头形式平板钎焊的接头形式(2)T(2)T形和斜角钎焊的接头形式形和斜角钎焊的接头形式(3)(3)管或棒与板的接头形式管或棒与板的接头形式(4)(4)管件钎焊的接头形式管件钎焊的接头形式钎焊设计的基本处理方法是钎焊设计的基本处理方法是?尽可能的使接头局部搭接化尽可能的使接头局部搭接化.钎焊的接头设计钎焊的接头设计搭接的缺点是搭接的缺点是: :一方一方面面, ,增加了母材的消增加了母材的消耗耗, ,增加结构重量增加结构重量; ;二是接头截面有突二是接头截面有突然变化然变化, ,易易产生应力产生应力集中 由于受力状态的不同，在接头面积相等时，搭接由于受力状态的不同，在接头面积相等时，搭接接头的抗剪强度小于对接接头的抗拉强度接头的抗剪强度小于对接接头的抗拉强度当不采用搭接形式也能当不采用搭接形式也能满足要求时满足要求时,则应尽可则应尽可能不用搭接接头能不用搭接接头.钎焊的接头设计钎焊的接头设计搭边长度搭边长度钎焊的接头设计钎焊的接头设计设计原则设计原则:接头强度与焊件的承载能力相接头强度与焊件的承载能力相等等示例示例板件搭接钎焊板件搭接钎焊套接管接头套接管接头F管件横截面积管件横截面积D管件直径管件直径H焊件材料的厚度焊件材料的厚度钎焊的接头设计钎焊的接头设计生产中通常不是经过公式计算而是根据经验公式生产中通常不是经过公式计算而是根据经验公式确定的。

确定的生产中，薄板搭接时，对于采用银基、铜基、镍生产中，薄板搭接时，对于采用银基、铜基、镍基等强度比较高的钎焊接头，采用的搭接长度取基等强度比较高的钎焊接头，采用的搭接长度取（）（）对于采用锡铅等强度比较低的软钎料接头，取对于采用锡铅等强度比较低的软钎料接头，取（）（）很薄件时为装配方便，也取很薄件时为装配方便，也取（）（）但搭接长度不能大于但搭接长度不能大于1515搭接长度太短，不能搭接长度太短，不能满足强度要求，若太长，不但耗费材料，增加构满足强度要求，若太长，不但耗费材料，增加构件的质量，而且还会产生低应力破坏件的质量，而且还会产生低应力破坏 钎焊接头强度受钎料的钎焊接头强度受钎料的强度强度,钎料钎料与与母材母材三者的配合三者的配合,接头的间隙接头的间隙,缺陷的大小等多种因素影响缺陷的大小等多种因素影响.因此要兼顾因此要兼顾材料的选择材料的选择、接头的设计接头的设计及及钎焊操作钎焊操作设计应注意：设计应注意：接头中钎缝尽可能与受力方向平行接头中钎缝尽可能与受力方向平行为了加热均匀，应力分布平均，接头区域的厚度尽可为了加热均匀，应力分布平均，接头区域的厚度尽可能接近能接近接头中不形成中断钎料毛细管作用的拐角接头中不形成中断钎料毛细管作用的拐角接头的间隙与钎料的体积配合恰当，防止由于钎料凝接头的间隙与钎料的体积配合恰当，防止由于钎料凝固收缩后产生不完整的钎缝或钎料的溢流。

固收缩后产生不完整的钎缝或钎料的溢流钎焊的接头设计钎焊的接头设计设计气密性、水密性设计气密性、水密性接头，采用搭接接头，接头，采用搭接接头，适当增加搭接长度，适当增加搭接长度，可以提高强度，减少可以提高强度，减少渗漏钎焊的接头设计钎焊的接头设计软钎焊采用补强接头，软钎焊一般采用薄板，很容易加软钎焊采用补强接头，软钎焊一般采用薄板，很容易加工，所以使得补强很方便工，所以使得补强很方便钎焊的接头设计钎焊的接头设计钎焊的接头设计钎焊的接头设计线接触接头形式间隙有时线接触接头形式间隙有时是可变的，毛细作用只在是可变的，毛细作用只在有限的范围内起作用，接有限的范围内起作用，接头强度不是太高这种接头强度不是太高这种接头主要用于钎缝受压，或头主要用于钎缝受压，或受力不大的结构受力不大的结构避免应力集中的接头避免应力集中的接头钎缝间隙值的确定钎缝间隙值的确定 钎缝间隙是两待焊零件的钎焊面之间的距离钎缝间隙是两待焊零件的钎焊面之间的距离间隙对接间隙对接头的性能有极大的影响，主要是间隙对钎焊的以下过程有：头的性能有极大的影响，主要是间隙对钎焊的以下过程有：）钎料的毛细填缝过程，）钎料的毛细填缝过程，）钎料从间隙中排出钎剂残渣和气体的过程，）钎料从间隙中排出钎剂残渣和气体的过程，）母材与钎料的相互扩散过程，）母材与钎料的相互扩散过程，）母材对钎缝合金层受力时塑性流动的机械拘束作用。

母材对钎缝合金层受力时塑性流动的机械拘束作用钎缝间隙值的确定钎缝间隙值的确定u间隙偏小时强度下降原因间隙偏小时强度下降原因: :钎料填缝变的困难钎料填缝变的困难,间间隙内的气体、钎剂残渣也难以排出隙内的气体、钎剂残渣也难以排出,在钎缝内造成在钎缝内造成未钎透、气孔或夹渣未钎透、气孔或夹渣u间隙偏大时强度下降的原因：间隙偏大时强度下降的原因：毛细作用减弱，使毛细作用减弱，使钎料不能填满钎缝间隙；母材对填缝钎料中心区钎料不能填满钎缝间隙；母材对填缝钎料中心区的合金化作用消失；钎缝结晶生成柱状铸造组织的合金化作用消失；钎缝结晶生成柱状铸造组织和枝晶偏析和枝晶偏析钎缝间隙值的确定原则钎缝间隙值的确定原则 ）钎料对母材）钎料对母材润湿性越好，间隙越小；润湿性越好，间隙越小；）钎料与母材作用强烈必须增大间隙；钎料与母材作用强烈必须增大间隙；）钎料的流动性好时，间隙小钎料的流动性好时，间隙小；）钎料中含有）钎料中含有高蒸气压组元时，间隙大；高蒸气压组元时，间隙大；）去膜过程对间隙值的选取有很大的影响）去膜过程对间隙值的选取有很大的影响, ,如右图如右图所示所示, ,采用气体介质去膜时采用小间隙；采用气体介质去膜时采用小间隙；钎焊其它设计原则钎焊其它设计原则 ）不应该把接头布置在焊件上）不应该把接头布置在焊件上有形状或截面发生急剧变化有形状或截面发生急剧变化的部位的部位，以避免应力集中；不宜安排在以避免应力集中；不宜安排在刚度过大刚度过大的地方，的地方，防止在接头中形成很大的内应力。

防止在接头中形成很大的内应力 ）异种材料热膨胀系数相差悬殊时，考虑采用）异种材料热膨胀系数相差悬殊时，考虑采用适当的补偿适当的补偿垫片钎焊其它设计原则钎焊其它设计原则）钎焊不同厚度材料的时候，有时要考虑）钎焊不同厚度材料的时候，有时要考虑局部加厚薄件的局部加厚薄件的接头部位接头部位不应把填缝钎料在钎缝外围形成的圆弧形钎角作为一种不应把填缝钎料在钎缝外围形成的圆弧形钎角作为一种消除应力集中的办法消除应力集中的办法由于钎角大小不易控制，难免生成由于钎角大小不易控制，难免生成铸造组织，甚至出现溶蚀和缩孔铸造组织，甚至出现溶蚀和缩孔对于）对于要求承压密封的钎焊接头，要求承压密封的钎焊接头，尽量考虑尽量考虑使用搭接接头使用搭接接头在一些特殊情况下，要考虑在接头上）在一些特殊情况下，要考虑在接头上开工艺孔，开工艺孔，如如: :钎料钎料以箔状放入间隙中使用，而钎焊面积较大且长宽比不大时以箔状放入间隙中使用，而钎焊面积较大且长宽比不大时间隙过小间隙过小填缝难填缝难气体、残渣难排出气体、残渣难排出未钎透、气孔、夹渣未钎透、气孔、夹渣间隙过大间隙过大毛细作用弱毛细作用弱合金化不充分合金化不充分铸造组织、枝晶偏析铸造组织、枝晶偏析受力时母材对钎缝支承受力时母材对钎缝支承作用减弱作用减弱最佳间隙值最佳间隙值钎料与母材相互作用钎料与母材相互作用铅料粘度和流动性铅料粘度和流动性钎剂去膜过程钎剂去膜过程Sn/Pb钎料钎焊低碳钢、黄铜和铜的最佳间隙钎料钎焊低碳钢、黄铜和铜的最佳间隙预置钎料的装配预置钎料的装配除火焰钎焊和烙铁钎焊之外其余的钎焊方除火焰钎焊和烙铁钎焊之外其余的钎焊方法均为预置钎料法均为预置钎料.预置钎料的安置原则是什么？预置钎料的安置原则是什么？1)尽可能利用钎料的重力作用和间隙的毛细尽可能利用钎料的重力作用和间隙的毛细作用，以保证钎料良好地填满间隙；作用，以保证钎料良好地填满间隙；2)钎料填缝时，间隙中的气体或钎剂有排出钎料填缝时，间隙中的气体或钎剂有排出通道；通道；3)钎料应安置在不易润湿及加热中温度较低钎料应安置在不易润湿及加热中温度较低的零件上：的零件上：4)安置要牢靠，不致在钎焊过程中因意外干安置要牢靠，不致在钎焊过程中因意外干扰而错动位置。

扰而错动位置预置钎料的装配预置钎料的装配钎料通常可作成钎料通常可作成丝状丝状、箔片状箔片状及及粉状粉状等以供选用等以供选用粉末状钎料可用树胶或聚乙烯醇溶液作黏结剂，粉末状钎料可用树胶或聚乙烯醇溶液作黏结剂，黏附在钎缝上黏附在钎缝上.1.1.应将钎料安放在钎料和母材受热时温度均匀的应将钎料安放在钎料和母材受热时温度均匀的位置位置2.2.且紧贴在不易润湿或加热较慢的母材上，并尽且紧贴在不易润湿或加热较慢的母材上，并尽可能使熔化的钎料在钎缝中依靠重力填满间隙可能使熔化的钎料在钎缝中依靠重力填满间隙预置钎料的装配预置钎料的装配第四章第四章 钎焊的接头设计及焊理钎焊的接头设计及焊理钎料有明置与暗置两种方式钎料有明置与暗置两种方式暗置方式同需要对零件作预先加工暗置方式同需要对零件作预先加工, ,切出钎料槽切出钎料槽. .增加了工作量增加了工作量, ,并降低了零件的承载能力并降低了零件的承载能力. .因此因此, ,对薄件和简单钎焊面积不大的接头仍采用明对薄件和简单钎焊面积不大的接头仍采用明置方式置方式, ,对于钎焊面积大对于钎焊面积大, ,构造复杂构造复杂, ,采用暗置方式采用暗置方式, ,且钎料槽应开在较厚零件上且钎料槽应开在较厚零件上. .n箔状或垫片状的钎料均应以与钎缝相同形状箔状或垫片状的钎料均应以与钎缝相同形状, ,稍大的稍大的面积面积, ,直接放置在钎缝间隙内直接放置在钎缝间隙内, ,钎焊时并要加一定的压钎焊时并要加一定的压力压紧接头力压紧接头, ,以保证填满间隙以保证填满间隙. .n颗粒状的钎料易散落颗粒状的钎料易散落, ,借以适当的粘结剂调成膏状使借以适当的粘结剂调成膏状使用为宜用为宜. .环状钎料的放置环状钎料的放置闭合接头的结构闭合接头的结构 密闭容器要开设工艺孔密闭容器要开设工艺孔,因为钎焊时容器内的空因为钎焊时容器内的空制受热膨胀制受热膨胀,阻碍钎料阻碍钎料填隙填隙,也可能使填满间也可能使填满间隙的钎料重新排出隙的钎料重新排出,故故开设工艺孔开设工艺孔.涂阻流剂涂阻流剂为防止钎料流失要涂阻流。