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钎焊工艺操作手册

发布时间：2022-02-02

来源：暖通南社

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钎焊是采用比焊件金属（母材）熔点低的金属作钎料（填充材料），将焊件和钎料加热到高于钎料、低于焊件熔化温度，利用液态钎料润湿焊件金属，填充接头间隙并与母材金属相互扩散实现连接焊件的一种方法。

钎焊变形小，接头光滑美观，适合于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件，如蜂窝结构板、透平叶片、硬质合金刀具和印刷电路板等。钎焊前对工件必须进行细致加工和严格清洗，除去油污和过厚的氧化膜，保证接口装配间隙。间隙一般要求在 0.01～0.1毫米之间。

较之熔焊，钎焊时母材不熔化，仅钎料熔化；

较之压焊，钎焊时不对焊件施加压力。

钎焊形成的焊缝称为钎缝。

钎焊所用的填充金属称为钎料。

钎焊过程：表面清洗好的工件以搭接型式装配在一起，把钎料放在接头间隙附近或接头间隙之间。当工件与钎料被加热到稍高于钎料熔点温度后，钎料熔化（工件未熔化），并借助毛细作用被吸入和充满固态工件间隙之间，液态钎料与工件金属相互扩散溶解，冷凝后即形成钎焊接头。

焊接时钎料熔化温度在450℃以下的称为软钎焊；

焊接时钎料熔化温度在450℃以上的称为硬钎焊。暖通南社

钎焊分类：

按其所用的热源不同，钎焊可分为：（如下图所示）火焰钎焊、感应钎焊、烙铁钎焊、电阻钎焊及炉中钎焊等。

钎焊原理：

钎焊是利用液态钎料填满钎焊金属结合面的间隙而形成牢固接头的焊接方法。其工艺过程必须具备两个基本条件。

a)液态钎料能润湿钎焊金属并能致密的填满全部间隙；

b)液态钎料与钎焊金属进行必要的物理、化学反应达到良好的金属间结合。

1.液态钎料的填缝原理

钎焊时，液态钎料是靠毛细作用在钎缝间流动的，这种液态钎料对母材金属的浸润和附着的能力称之为润湿性。暖通南社

液态钎料对钎焊金属的润湿性越好，则毛细作用越强，因此填缝会更充分。钎料永远是往温度高的地方流动，而不是往下流动；

2.钎料与焊件金属的相互作用

钎料与焊件金属的相互作用包括两部分：

a)焊件金属溶解于液态钎料中；

b)液态钎料向焊件金属中的扩散。

在钎料往母材表面扩散过程中，钎料的扩散很容易受到外界因素的影响，如：加热温度不够、加热不均匀，表面有氧化物等，都会造成钎料不往母材表面扩散，如下图。

钎焊主要设备结构、安全操作及维护保养：

焊炬（焊枪）：

1、什么是焊炬？

使可燃气体与氧按需要的比例在焊炬中混合均匀，并由一定孔径的焊嘴喷出，进行燃烧以形成一定能率和性质的稳定的焊接火焰。

2、焊炬分类：

按可燃气体进入混合室的方式不同，可分为射吸式和等压式两种。最常用的射吸式焊炬（冰箱焊接使用），如下图所示。

射吸式焊炬构造图

1-焊咀；2-焊咀接头；3-混合气管；4-射吸管；5-射吸管螺母；6-喷咀；7-氧气针阀；8-中部主体；9-密封螺母；10-氧气调节手轮；11-氧气调节手轮螺母；12-软管接头；13-氧气、乙炔气管；14-手柄；15-手柄螺钉(母)；16-乙炔手轮；17-乙炔阀杆

等压式焊炬的原理如下图所示，它是由压力相近的氧、乙炔气同时进入混合室，自然混合后，从喷嘴喷出，点燃形成火焰。由于乙炔压力和氧气压力相近，故混合均匀，火焰稳定，不受焊炬温度影响，而且由于乙炔压力较高，回火可能性比射吸式焊炬小。但它须使用中压乙炔，故又称中压式焊炬。

3、焊炬代号含义：

4、射吸式焊炬的工作原理：

通过打开氧气调节阀之后氧气从喷咀口快速射出，并在喷咀外围造成吸力，在打开乙炔调节阀乙炔气积聚在氧气喷咀的周围，由于氧气射流吸力，积聚在喷咀外围的乙炔气很快被氧气吸出，并按一定的比例与氧气混合，经过射吸管混合气管从焊咀喷出。

射吸式焊炬的优点是：由于可燃气体是靠氧气的射吸作用进入焊炬的，所以，不论使用低压可燃气体还是中压可燃气体均可正常工作。缺点是：在焊接过程中焊炬温度升高，使混合管内的混合气体的温度和压力也升高，引起喷嘴周围的真空度降低，使可燃气体流人量减少，造成氧—可燃气体的混合比增加，火焰变为氧化焰，使焊接质量降低。因而这处焊炬工作一段时间后，需要重新调节火焰，或是将焊嘴和混合管浸人水中，使其冷却才行。

回火防止器（简称：回火阀）：

回火防止器简称回火阀，主要作用是防止焊炬在回火时火焰倒袭造成管道爆炸，其结构如下图所示：

回火阀主要是起到单向流通的作用，如果在安装时将其接反将会导致乙炔气不流通。乙炔气内杂志附着在火焰熄灭器阀内，从而将止火管上的小孔堵塞，造成乙炔气气流量变小，因此为保证回火截止阀的有效性，必须定期进行清理，且按照使用标准必须半年更换一次。

回火阀的清洗方法，采用水温在约70℃的热水内进行浸泡、吹干，在重新组装时各螺纹连接口上必须缠上生料带进行密封紧固，否则有可能会造成漏气。

焊咀：

乙炔、氧气瓶、减压阀、辅助工具：

1、乙炔瓶：

乙炔瓶的外表面刷成白色，瓶子表面写“乙炔”、“火不可近”红字；乙炔瓶子一般容量为40L；

2、氧气瓶：

氧气瓶的外表面刷成天蓝色，瓶子表面写“氧气”黑字；瓶子一氧气般容量为40L；

3、减压阀：

减压阀是将减压高压气体降为低压气体的调节装置，减压阀的作用：一是减压，二是稳压减压作用：由于气瓶内的气体压力较高，而气焊时所需要的工作压力却较小。如氧气的工作压力一般要为0.1-0.4Mpa，乙炔的压力则更低，最高为0.15Mpa，因此需要用减压器把贮存在气瓶内的高压气体降为低压气体，才能输送到焊炬内使用。暖通南社

稳压作用：随着气体的消耗，气瓶内气体的压力是逐渐下降的，即在气焊工作中气瓶内的气体压力是时刻变化的，这种变化会影响气焊过程的顺利进行。因此就需要使用减压器保持输出气体的压力和流量都不受气瓶内气体压力下降的影响，使工作压力自始至终保持稳定。

4、辅助工具：

胶管：根据GB/T9448-1999标准规定，氧气胶管为黑色，内径为8mm，乙炔胶管为红色，内径为10mm，这两种胶管不能互换，更不可能用其他胶管代替。

护目镜：主要起保护焊工眼睛不受火焰亮光的刺伤的作用，其次用来观察焊料的流动情况。

活动扳手、通针、砂纸、锉刀主要用来清理焊咀。

5、节气阀

主要作用：节约氧气、乙炔；安装时注意气体流向，避免接错进、出口接头（如下图）在工间休息时间内，应关闭长明灯和焊枪；线体上两台冰箱间距达到3 米以上焊工就应将焊枪熄灭，待冰箱到达焊接工位时，用长明灯重新点燃焊枪进行焊接。

安全操作及维护保养：

1、焊炬的使用安全：

(1)在使用前还应检查焊嘴和各气阀处有无泄漏现象。方法是：关紧各气阀，将焊炬插入水中，然后分别通人氧气和乙炔，如水中不出现气泡，就证明气密性良好。

(2)焊炬的各气体通道都不得沾染油脂，以防止氧气遇油脂燃烧和爆炸。同时焊嘴的配合面不得碰伤，防止漏气而影响使用。

(3)经检查合格后，才能点火。点火时先开乙炔手轮，点燃乙炔立即开启氧气调节阀手轮调节火焰。

(4)停止使用时，先关乙炔手轮，后关氧气手轮，以防止火焰回烧和产生黑烟。焊工在操作中如发现乙炔和氧气压力或流量发生变化，不能满足工作要求需作调整时，必须停焊，熄灭火焰，待处理后重新点火。禁止带火焰进行调整处理，防止因发生器压力和流量的波动引起回火。

(5)停止使用后，焊炬应挂在适当的地方，或拆下胶管并将焊炬存放在工具箱内，禁止为工作方便而不卸下胶管，将焊炬、胶管和气源作永久性连接。

2、射吸式焊炬常出现问题：

焊炬最常见的主要故障是堵塞，堵塞原因主要是由于氧气、乙炔中的水份、微粒物和主管道内壁长时间使用造成的铁锈等微粒物，在经过氧气、乙炔的流经后将其带进焊炬内，加上氧气、乙炔调节阀都为针阀，内孔很小，从而造成射吸能力下降，甚至造成堵塞。暖通南社

3、射吸式焊炬的射吸能力检查方法：

将焊炬上的氧气接头与氧气软管连接起来（焊炬上的乙炔接头不连接），然后将氧气阀门、乙炔阀门都完全开启，用手指放在乙炔接头处，如感觉有一股很强的吸力则表明焊炬可正常工作，如吸力很小则证明焊炬内壁有沉淀物存在；

4、检测出焊炬射吸力较差时可通过用水温在约 70℃的水中侵泡或冲烫，然后在用高压压缩空气进行吹扫（吹扫时也必须将焊炬内的水充分的清除干净），从而将焊炬内微粒物彻底的清除掉，恢复焊炬的射吸能力。

5、橡皮管的长度一般不应小于5M，若操作地点离气源较远时，可根据实际情况将两橡皮管用管接头连接起来使用，但必须绑扎牢固。发现皮管冻结时，应用温水解冻，禁止用明火烤；

6、在使用过程中若发生回火，应迅速关闭乙炔调节阀，同时关闭氧气调节阀，等回火熄灭后，再打开氧气调节阀，吹除残留在焊炬及连接管路内的余焰与烟灰，并将焊炬的手柄前部放在水中冷却。另在使用过程中，如发现漏气现象应立即停止使用，在消除漏气后才能使用。

7、不得将燃烧的焊枪卧放在工件或地面上；交接班或停止焊接时，应关闭氧气和乙炔阀门；离开岗位时，禁止把点燃的焊枪放在操作台上；

8、发生乙炔回火，应立即关闭乙炔阀门和氧气阀门，查找回火原因，回火后，要对管路进行检查，更换回火防止器，避免回火器失效。

安全防护器具：

1、焊接的温度会发出有害的光线，长时间裸眼作业，会对眼睛造成伤害，所以有必要带防护眼镜。

2、要穿清洁的的工作服、戴手套，为防止烫伤。

钎焊前的准备：

管路管端加工形式及插管装配工艺要求：

一、管路管端加工形式简介：

二、插管装配工艺要求：

钎焊的接头形式有对接、搭接、T 型接、卷边拉及套接等方式，冰箱制冷系统所采用的均为套接方式。钎焊接头的安装须保证合适均匀的钎缝间隙，单边在0.05mm~0.15mm 之间。

间隙过大会破坏毛细作用而影响钎料在钎缝中的均匀铺展，在受压或振动下引起焊缝破裂和出现半堵或全堵现象；

间隙过小会妨碍液态钎料的流入，使钎料不能充满整个钎缝使接头强度下降；

钎缝间隙不均匀，会妨碍液态钎料在钎缝中的均匀铺展，从而影响钎焊质量。暖通南社

对于套接形式的钎焊接头，选择合适的套接长度是相重要的，一般铜管的套接长度在5mm-15mm，毛细管的套接长度在10mm-15mm，若套接管长度过短易使接头强度（主要指疲劳特性和低温性能）不够，更重要的是易出现焊堵现象。

管路接头安装完毕后，应检查钎焊接头是否有变形、破损及套接长度是否合适（如下图所示），

若出现不良接头应拆除重新安装后方可焊接。

焊前管路整形：

1、焊前管路整形的意义

在焊接之前，将蒸发器、冷凝器、压缩机、干燥过滤器、毛细管和连接管等制冷管路按照冷媒流动顺序连接起来，为焊前管路整形。

由于焊前整形操作直接关系到各管路之间的装配间隙、插入深度和各管路整形后是否变形管折等要素，因此，焊前整形对焊接质量起着至关重要的作用。

2、焊前管路整形方法

在焊前管路整形中操作中，各管路一定按照正确的冷媒流动方向连接在一起。具体操作顺序为：拔制冷件橡胶堵头（图1.1）→冷凝器弯曲整形（图1.2）→蒸发器弯曲整形（图1.3）→干燥过滤器安装(图1.4) 充氮保护。

3、焊前管路整形的影响因素

影响焊前管路整形质量的好坏因素众多，在整形之前必须对各影响因素进行检查，保证后道焊接的质量操作和效率。影响焊前管路整形的因素大致有以下几类：制冷件型号正确对应、制冷件管路的气密性、制冷件表面清洁程度、管路材质柔韧性、整形手法和系统敞开时间。

制冷件型号正确对应：焊前整形操作之前，核对图纸与管路实物，防止混淆外形相近的物料、焊接方向和位置等。操作者必须检查制冷件的使用是否正确，在保证压缩机型号、两器型号、干燥过滤器正确后，制冷系统才有效，焊前整形操作才能往下进行。若出现型号错误，必须更换正确的物料；若现场不能更换，产品必须下线维修或进行相关处理。

管路气密性：整形之前，操作者检查制冷件各管路的外表状态和气密性，各管路无破损和管折，拔出管口堵头应听到氮气从管口冲出的声音，若制冷件有破损、管折或无氮气保压，要将此物料放入不合格物料定制区域不予使用，无气密性的管路的系统不能正常运行；在制冷件管路合格后，操作者才能进行正常的整形操作。暖通南社

制冷件表面清洁：在操作开始前必须仔细检查以保证制冷配件表面清洁，表面的氧化物及油污等杂质会阻碍钎料与零件金属的接触，使液态钎料聚成球状而很难铺展；若有必须在清除之后才能允许使用。清除焊件表面及接合处的油污、氧化物、毛刺及其它杂物的方法：表面的油污可用丙酮、酒精、汽油等环保有机溶液清洗，此外热的碱溶液除油污也可以得到很好的效果，对于小型复杂或大批零件可用超声波清洗，清洗后需干燥处理。注意：不能使用含有氯元素的化学物质进行制冷配件的清洗（如盐酸）。

管路材质柔韧性：操作者在进行管路整形操作时，管路材质的柔韧性直接影响到整形效果和操作效率。在管路材质的柔韧程度合适的条件下，操作者可以较为便捷的按照质量要求完成焊前整形操作，操作难度也不会太大；若管路材质的柔韧性超出要求范围，会带来操作难度大、管路损伤等不良后果。比如：管路材质过硬，在整形时，操作者很难将管路弯曲成型，用力过大容易造成管路损坏、管折，同时操作效率相比下会降低。因此，外检对管路材质的柔韧性检验更显重要，在生产时在出现管路材质硬、整形困难时，要及时对管路材质的柔韧性进行判定。

整形手法：在焊前整形操作后，产品产生的管路管折、破损等缺陷多数跟整形手法有关，因此，焊前整形的手法的合理性尤为重要。焊前整形操作关键在于管路弯曲切角不能小于90度，管路扭曲角度不能超过15度，保证管路无变形和管折。

系统敞开时间：焊前整形要将各管路的堵头全部拔出，由于各管路在堵头被拔出之后，空气中氧气、水份、杂质会迅速进入压缩机和制冷管路，氧气会氧化管路特别是在焊接时，水份和杂质进入系统后，会影响冷媒正常流动，造成脏堵、冰堵等制冷缺陷。因此在整形完成之后，多长时间之内进行焊接直接影响到整个制冷系统的运行。目前我司制冷系统在敞开后在5min内完成焊接。若由特殊原因造成的操作停滞，所有未封闭系统产品必须在完成焊接或封闭后再停止操作。

氧气、乙炔、氮气使用压力要求：

边充氮边焊接时，氮气压力保持在0.02Mpa～0.03Mpa之间最为合理。预充氮方式在焊接前道岗位操作，因此要考虑到在充氮之后氮气流失的因素，预充氮压力要求要比边充氮边焊接方式要高，目前焊前充氮压力要求为0.3Mpa～0.5Mpa，充氮时间保证3～5s。

钎料、钎剂分类、牌号含义及主要用途：

一、钎料分类：

钎料熔化温度在450℃以下的称为软钎料钎料熔化温度在450℃以上的称为硬钎料。

在系统钎焊及管路组件钎焊过程中主要使用硬钎料，由于硬钎料其组成成份的不同，在钎料选用时也要遵循三个基本的规则：钎料的物理特性、钎料的熔化特性、钎料的形状。根据铜的熔点及钎焊的基本定律分析得出：在钎焊紫铜管及邦笛管时必须选用熔点在600℃-850℃的钎料进行钎焊，硬钎料中主要分为两种：铜基钎料、银基钎料，由于冰箱制冷系统各种管材焊点都有，因此使用种类也比较多，目前主要主要使用以下四种：

二、钎料牌号含义及主要作用：

银基钎料：主要以银铜和银铜锌合金为基，还可加入、锡、锰、镍、锂等元素以满足不同的钎焊工艺要求，是应用最广的一种硬钎料。由于熔化温度不很高，能润湿很多金属，并且有良好的强度、延性、导热性和抗腐蚀性，广泛用于钎焊低碳钢、不锈钢、铜及铜合金、可伐合金、难熔金属

等。

P（磷）降低钎料熔点的主要元素，增强焊点硬度，提高结晶温度，并能改善润湿能力和铺展能力，增强流动性。

三、铜管、邦笛管与钎料熔化温度：

四、钎剂的种类、牌号含义及主要作用：

钎剂的主要作用是清除钎料和母材金属表面的氧化物，并保护焊件和液态钎料在钎焊过程中免于氧化，改善液态钎料对焊件的润湿性。

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