钎焊复习题答案

第一章：

钎焊复习题

——0529101班

1. 用能量最小原理推导润湿角与材料表面张力、界面张力之间的关系

公式太麻烦就没写，我有手写版的，大家互相问一下也行。

2. 推导钎料在平板间隙中上升高度与钎料表面张力、润湿角之间的关系

1??1?P??LG????R1R2?(??)2R

?(??)2?Δ

P???(??)2???P?cos??Rd???LG?(??)2??cos?d??2?LGcos?h

a

θ

2?cos?0??gh?LG 同一水平面上的压力相等，所以

a2?LGcos?h? 得到液面上升高度为

a?g

填缝高度计算(续)

设S0’为参考点，其表面处的压力为大气压力 P'?PS0aS0 和S0’的处于同一高度，压力应该相等

S

PS0?PaS1的压力：大气压力+附加压力

PS1?Pa?S0

S

PS0?Pa?RS0的压力：PS1+液柱高度产生的压力

?PS?Pa??h?g0R因此：? ?h?gRaRcos(?)?再由 2得到：

h?2?cos?a?g

3. 评价钎料润湿性和铺展性能的方法

1) 润湿角测量

? 一定体积的钎料 ? 采用相应的去膜措施

? 在规定的温度保持一定的时间 ? 冷凝后切取横截面，测量润湿角

2) 铺展面积测量

? 条件同上

? 凝固后测量铺展面积

3) 沿T型试件的流动长度 4) 润湿力测量

? 在试片浸入和拉出的期间测量作用在试片上的作用力，通过信号变换器在

记录仪上作为时间的函数连续记录

5) 润湿角测量

? 在试片浸入和拉出的期间测量试片上钎料的接触角并记录

4. 温度是如何影响钎料在母材上的润湿性的

? 液体的表面张力与温度的关系

2/3?Am?K(T0?T??)

Am：一个摩尔液体分子的体积；K：常数；

T0：表面张力为零时的临界温度；τ：温度常数

? 随着温度的升高，液体的表面张力减小，提高了润湿性 ? 温度升高，固液反应增强，界面张力减小

? 温度升高过度，钎料铺展性太强，会造成钎料流失

5. 金属表面的氧化物是如何影响钎料的润湿性的

金属表面上总是存在着金属氧化物，在有氧化膜的金属表面上，液态钎料往往凝聚成

球状，不与金属发生润湿，这是由于表面氧化膜具有比金属表面更低的表面张力。

6. 如何通过合金相图判断材料之间是否可以润湿 通过观察相图：

1) 如果钎料与母材在液态和固态均不相互作用

? 润湿性很差

? Fe-Ag、Fe-Bi、Fe-Pb、Fe-Cd等

2) 如果钎料能与母材相互作用，则可以很好地润湿母材

? 相互溶解

? 形成金属间化合物 Ag-Ni

? 在1000°C时Ag在Ni中有3wt%左右的溶解度 ? Ag在Ni上有一定的润湿性 ? Ag可焊不锈钢 Ag-Cu

? 在779°C时在Ag在Cu中有8wt%左右的溶解度 ? Ag在Cu上有很好的润湿性

母材是合金的情况类似

7. 从母材溶解量的计算公式指出影响母材溶解的因素 溶解的计算

固液传质的动力学方程

dQS?K(Cl?C)dt?dQ?aS(Cl?C)dtQ ： 溶解量

t ： 时间 K ： 溶解速率 δ ： 扩散层厚度

S ： 液- 固相接触面积 a ： 溶解速度系数 Cl ： 饱和溶解度

C ： 母材在钎料中的浓度 V ： 液态钎料的体积 ρs ： 液态钎料的密度

而

Q??sVC所以

d(VC)aS?(Cl?C)dt?s如果温度、钎料量、接触面积均为常数，则

dCaS?(Cl?C)dtV?sQ??sVCl(1?e?aStV)

本质因素

? 母材在钎料中的极限溶解量 ? 钎料组分在母材中的饱和固溶度 ? 金属间化合物 工艺因素

? 温度和时间

? 溶解量随温度成指数函数增加 ? 随时间的增加关系与钎料量有关

? 钎料量

? 预置定量钎料：溶解随时间增加达到饱和 ? 浸沾钎焊：溶解量一直增加

8. 钎焊接头的几个区域及形成；对接头性能的影响

1) 钎焊接头有三个区域组成：母材上靠近界面的扩散区，钎缝界面区和钎缝中

心区。

? 扩散区组织是钎料组分向母材扩散形成的；

? 界面区组织是母材向钎料溶解，冷却后形成的。它可能是固溶体或金属间化

合物；

? 钎缝中心区由于母材的溶解和钎料的扩散以及结晶时的偏析，组织不同于钎

料的原始组织。

母材 扩散区 界面区 中心区

2) 对接头性能的影响：

? 一般情况下扩散区组织对性能的影响不大 ? 界面区组织对接头性能影响很大

? 接头钎料合金部分与原始成分有很大的差异

9. 钎料合金成分对母材向钎料中的溶解的影响

? 若钎料中含有母材的成分，则母材向钎料的溶解量减少 ? 钎料合金成分在母材中的饱和溶解度越大，则一定时间下母材的溶解量

量越少

? 若钎料中有与母材形成金属间化合物的组分，则金属化合物阻挡母材溶

解，但当温度升高至金属间化合物熔化时，母材溶解加速

10. 如何从钎料合金成分抑制或改善接头金属间化合物层的生成

? 在钎料中加入不与母材也不与钎料形成化合物的组分 ? 在钎料中加入与钎料而不与母材形成化合物的组分

11. 接触反应钎焊的原理

若两种金属能形成共晶或形成低熔固溶体，则在他们接触良好的情况下加热到高于共

晶温度或低熔固溶体熔化温度以上，依靠他们之间的相互扩散，在界面处形成共晶体或低熔固溶体，从而把二者连接起来。

12. 扩散钎焊的原理

扩散钎焊得最根本特征是，在钎焊加热过程中钎缝间隙内形成的液态合金，不是像

一般钎焊方法那样因随后降温凝固而形成钎缝，而是在高于钎料的固相线温度的条件下

长时间保温，是指等温凝固而形成钎缝的。钎缝等温凝固的机理是，在加热保温过程中，间隙中的钎料熔化后，随着母材的熔入和钎料中的低熔点组元或起降低钎料熔点作用的组元的散失，间隙中液态合金的固相线温度逐渐升高，当这种过程持续进行而使合金的固相线温度升高到超过加热温度后，合金及发生等温凝固。

第二章：

1. 铅在锡铅钎料中的作用

? ? ? ?

降低钎料的熔点 提高钎料的润湿性 提高钎料的机械强度 防止钎料出现冷脆

2. 铝用软钎料的基本成分

铝用软钎料可分为三类：低温软钎料，中温软钎料和高温软钎料。 其中低温软铅料：在锡和锡合金中加入一些锌；

中温软铅料：锡锌和镉锌系钎料，含锌量较高；

高温软钎料：以锌为基体，加入少量的铝，银，铜等元素。

3. 铝硬钎料的基本成分

? 铝及可和铝形成共晶的金属 ? 铝硅共晶、铝硅铜共晶 合金成分 wt% 牌 号 名 称 Al BAl88Si BAl67CuSi BAl86SiCu HL403

Si Cu ~ Zn ~ 铝硅钎余量 12±1 料 Tm °C σMPa bf

577~582 147~157 525~535 脆性大 520~585 245~294 铝硅铜1余量 5.5~6.5 27~29 ~ 号 铝硅铜2余量 9.3~10.7 3.3~4.7 ~ 号 铝硅铜余量 10±1 锌 4±0.7 10±516~560 245~294 1 4. 钎料为什么大多数都是合金，纯金属是否可以作为钎料

对钎料的基本要求： ? 合适的熔点

1. 温度控制；组织控制；缺陷

? 良好的润湿性

? 与母材良好的冶金相互作用 ? 稳定性、均匀的成分

2. 元素挥发、成分偏析

? 接头性能

3. 强度、导电性、导热性、抗腐蚀性等 …… 此处隐藏：1609字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……