磷銅系列焊料簡述

2017-07-07  來自: 中山市瑞力特五金材料公司 瀏覽次數:951

磷銅系列焊料簡述


磷銅焊料主要用來焊接金屬,特別是制冷,空調銅管和電導體。盡管銅-磷合金和銅銀合金焊料最初是在1914年在美國取得專利權的,但是至到第二次世界大戰后才得以廣泛應用。在那個時期,新的制冷劑代替了氨并推動了銅在日益增長的空調市場(包括家居,辦公室及其他工作場所)的大量使用。其實這要歸功于Westinghouse 公司,因為在第二次世界大戰后其對銅-磷系統的研究工作使空調制冷業得到快速發展。

磷在銅-磷合金中的作用:降低銅的熔化溫度(溫度抑制劑);在液態下增加銅的流動性;和銅在一起的時候起到還原劑或是釬劑的作用;降低銅的延展性。

磷在降低銅的熔化溫度上起到了很大的作用,銅轉變為液態的熔解度根據磷的含量不同而不同。當加熱至液相線時釬料合金完全變為液態,而當合金冷卻至固相線下則轉為固態。磷在銅-磷合金中主要的副作用就是降低了銅的延展性。磷含量在8-8.5% 的時候,釬料合金在熱及冷卻的狀態下都難以成型,尤其是是冷成型。磷在較高含量下獲得的任何性能都會被其制造成本相抵消。

有說銀可以提高磷銅焊條的延展性,這其實是一個誤解。銀在這個合金里扮演著與磷相似的角色。銀的加入降低了銅的熔化溫度但卻也減弱了其延展性;不過幸運的是,銀對銅的延展性的影響不管從比率上還是程度上都遠小于磷,因此利用銀具有降低熔化溫度的特性,可以選擇與銅- 磷合金有相似熔解度的銀-銅-磷釬料,但后者卻含有較少的磷。實際上,含量較少的磷反而會使合金更具延展性,而非銀的加入所造成的。

同樣,銅-磷合金和銀-銅-磷合金的流動性也遵循與延展性相似的特性。隨著磷含量的增加,液態合金的流動性也相應得到了增加。流動的合金需要與之相配的毛細管作用空間以得到毛細吸引保持住其液體狀態。隨著銀的加入,磷的用量可以減少,但合金熔化時其流動性較弱;因此磷含量較少的的高銀釬料可以填充較大的工件間隙并生成較大的接頭。根據美國焊接協會AWS 釬焊手冊第二章,建議對于銅-磷家族合金,在接頭長度小于1.0 英寸時使用0.001-0.005 英寸的接頭間隙,而對于接頭長度大于1.0 英寸則選擇0.007-0.015 英寸的接頭間隙。

焊接銅與銅的時候,銅-磷合金呈現出的最大優點就是其自釬性;但在焊接黃銅,青銅以及其他一些特殊場合如銀,鎢,鉬的時候則需要借助釬劑。銅-磷合金在連接銅與銅時所顯現出的自釬性來自于磷元素所持有的對氧的吸引力。如果用氧氣炬釬焊,磷會和氧氣在空氣及火焰中相混合。

磷在焊接中除了發生氧化反應,也與工件表面相混合。不管是發生混合作用還是氧化反應所造成的磷損失,都會導致剩余的液體在形成接頭時發生性能改變。大多數情況下,變化表現為液態更粘稠了,熔化溫度也升高了。對于銅-磷釬料合金的應用,不管是絲狀,條狀或是預制,都必須注意減少任何磷元素氧化的可能性。磷含量任何微小的變化都會對液態金屬的流動性能產生顯著的影響。

無論是選擇合適的銅-磷合金還是解決一個現有的問題,建議檢查液態金屬下所需的磷含量以及其在焊接過程中如何進行變化的。焊炬釬焊時,氧氣-燃料比發生任何一個微小變化都會影響接頭質量及密封性。


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