含鎘銀釬料的焊接解決方案

2016-07-08  來自: 中山市瑞力特五金材料公司 瀏覽次數:2613

優質的釬焊性能是也可以從種類繁多的不含鎘的釬料中獲得的

自1992年12月14日對OSHA標準29CFR的1910,1915及1926部分進行了修訂并建立了新的鎘標準,許多鎘釬料用戶都轉向使用不含鎘的合金。這一變化基本上使容許曝光限定( PEL )中的總重平均值 (TWA ) 100 μg/m 3 (煙) 減少到 5 μg/m 3 (煙塵)。要了解更多相關的信息及解釋,請參閱聯邦 OSHA 標準29。

歷史上的含鎘釬料

有資料記載鎘在銀-銅-鋅三重基釬料合金中充當降低固-液相熔解范圍的溫度抑制劑角色,而且它也可以提高合金的濕潤性(主要在鐵基合金上)。在進行釬焊時需要考慮到以上各個方面,但是大部分焊件也不是同時都擁有這些特征的。

鎘多年前就被確定是有毒性的,但是直到現在人們才把目光轉向不含鎘的合金上。第一個含鎘合金也就是今天美國焊接協會( AWS A5.8 )命名的 BAg-1 a 合金早在 1930 年的時候就獲得了專利權。 30 年代中期, Engelhard (現在的 Wolverine Joining Technologies 前身)意識到需要找到替代鎘的合金,于是經過潛心研究生產出其專利產品 - 含錫銀釬料,也就是今天的 BAg-7 。從最初的專利產品到現在一系列含錫的合金,這些以及其他不含鎘的釬料合金都可以與含鎘合金相媲美并協助您完成焊接任務。

選擇非鎘合金的第一步是要確定焊接工件及焊接程序的特性及限定。比如釬焊大量元部件需要延長加熱循環,那么低熔點的替代合金。如果你所設計的毛細管作用空間要求合金能夠填充大接頭間隙,那么所選的替代合金要具有相似的粘性。如果你要用含鎳的釬料焊接鐵基或碳化物材料,那么替代的釬料合金也應含鎳元素。

不含鎘的合金

(銀-銅-鋅 家族): 有相當多的銀-銅-鋅三重基釬料合金可供選擇。 選擇合金時建議首先從含有相似銀成分的釬料開始。(請參閱“高銀合金選擇”部分的產品規格)非鎘合金的技術參數依據現用的含鎘合金選擇相近的。在選擇的過程中也可能受熔解溫度,熔解范圍以及現實可行性的影響。今天,隨著加熱技術的提高,無論是用焊炬,熔爐,感應或是其他加熱方式,要達到釬焊所需的溫度已不再是個大問題了。

(銀-銅-鋅-錫家族):如前所述,對于銀-銅-鋅-錫 四重基合金的發展已經做了大量研究工作。通過這些努力發現錫像鎘一樣起到抑制溫度作用,降低了固-液溫度范圍并且提高其濕潤性(主要針對鐵基合金)。盡管錫像鎘一樣作用,但是它卻不能直接替代鎘;錫起到的作用程度相對低些,但能夠與其他組成成分共同作用接近并達到銀-銅-鋅-鎘合金的性能。AWS A5.8 BAg-7是非鎘合金的。 這個合金有接近鎘家族的固相溫度以及低于大部分含鎘合金的液相溫度。從以下我們的非鎘合金表可以看出:隨著銀成分的降低以及錫含量的改變,熔解溫度有些許升高.

 雖然錫可以提供像鎘一樣的性能但是需要注意的是錫也會減弱合金的延展性,在溫度升高時,弱延展性愈發顯現出來。實踐和測試表明在銀-銅-鋅-錫家族隨著銀含量的較少,延展性也隨之減弱。如果在壓力下接頭的設計不能再更改去選擇其他釬料,且延展性是另一因素,那么銀- 銅- 鋅家族的合金會是個不錯的選擇。在選擇替代合金之前,應該對與釬焊性能相關聯的每一焊接細節進行分析與計算。顯然最經濟的選擇通常是銀含量但又可以滿足成本效率及接頭質量的那種合金。

(銀-銅-鋅-鎳家族) 對于特定的用途比如像鎢-碳化物與鋼桿的焊接,則有不含鎘的鎳基釬料供選擇, 低液相溫度的AWS A5.8 BAg-24 就是不錯的合金。在溫度升高的情況下提高釬焊強度則可以選擇BAg-4 釬料。

(銀-銅-磷 家族) 含鎘釬料還可以用于銅與銅的焊接。在銀-銅-磷家族中大概有6 種合金可以用作替代材料;這個家族的釬料在對銅的焊接中可以起到自熔的作用,而且可以用在鐵和鎳基金屬材料上,或是鎳含量超過10% 的銅合金中。

總結

選擇非鎘合金的過程和發現并修理故障的原理相似,也就是說要回到基礎。除了填充金屬,影響接頭整體性的基本要素包括:設計,清潔與助熔,安裝與固定,加熱,冷卻與去除熔劑。與這些基本要素有關的每一釬焊細節都應進行評估與計算。如果由于沒有遵循基本原理而使現有的釬焊裝置質量達不到要求,那么替代合金的選擇數量也是有限的。當所有條件都接近最優化時,選擇的合金也會更廣泛。



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