CN111702369B - 一种钎焊体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钎焊体，由钎料和附着于钎料上的药皮组成，其特征在于，所述药皮至少两层，且相邻两层的融化温度范围不完全包含。本申请中由于相邻的两层药皮的融化温度范围不完全包含，因此在焊接的整个过程中，分阶段熔解，可以提高钎焊加热过程中各阶段的钎剂活性，实现更好的焊接。

Description

一种钎焊体

技术领域

本发明涉及一种钎焊体。

背景技术

对于钎焊助剂来说，熔化温度是一个范围。除了少数单一成分的钎焊助剂以外，大多数往往是先出现部分融化或者软化，然后润湿其他粉末，整个体系呈收缩状态。之后随着温度升高，整个体系的可观察粘度逐渐下降，直至完全变成液体，在工件表面流动。还有个别品种的钎焊助剂在钎焊的整个过程中都没有完全融化。除了融化温度范围之外，钎焊助剂还有一个活性温度范围的概念。实际成分为混合金属盐和无机酸体系的钎焊助剂融化后，金属盐会发生电离，金属阳离子和酸根离子在体系内部受到的束缚降低，自由度提高，正是这些离子(有些情况下也有融化后成分子状态的情况)能够攻击金属表面的氧化物，与金属融液的边界发生作用改变表面张力从而达成钎焊助剂的功能。不过，当体系温度还比较低的时候，钎焊助剂仅仅部分融化，其融化的部分还不足以起作用，原因是电离出来的离子总量不够或者低温电离出来的离子的成分不足，活性差，作用效果不明显。随着温度的继续提高，更多的离子被电离出来，体系的钎焊活性越来越高。

在高温区间同样如此，在体系温度升高到一定范围之后，再随着时间的延长，体系会溶解更多的金属氧化物，从而趋近于饱和。同时，体系中很多成分会发生挥发而离开体系，还有部分物质会发生分解反应而失效。最后钎焊助剂融液虽然还在金属表面，但是已经没有任何作用，没有保护的金属依然迅速的发生氧化。例如在使用FB308S钎焊助剂焊接不锈钢时，在800摄氏度保持3分钟以后，或者迅速升温至900摄氏度时都已经可以观察到非常明显的失效现象：在钎焊助剂覆盖之下，不锈钢失去了原来的金属颜色而变黑。

当然，除了钎焊助剂本身的性能外，高温或者长时间加热导致的钎焊助剂失效，还跟添加量和气体环境有关。添加量多，或者有惰性气体保护的环境下，钎焊助剂的失效现象被缓解和推迟。

另外，钎焊助剂失效发生的温度和时间节点还受到升温速度的影响，升温速度越快，观察到失效现象的温度越高，升温速度越慢，观察到失效现象的温度越低。

综上，钎焊助剂的融化温度起点是当体系中部分物质开始融化时，钎焊助剂的活性温度范围起点是体系开始发挥明显作用时，钎焊助剂的活性温度范围的终点是当体系失去保护作用时。钎焊助剂的活性温度范围起点比融化温度范围起点高。而且两个“温度”边界都是一个模糊的温度范围。

钎焊助剂要起作用必须处于液体状态，这样才能够在金属表面形成致密的附着。钎焊助剂的熔化温度区间应该包含钎料的融化区间(即固相线和液相线的区间)。通常来说，大多数金属在300摄氏度以上都会出现明显加速氧化的情况。钎焊助剂的熔点越低，对金属表面的保护越提前。然而，熔点越低，在高温区间相同物质的挥发越厉害。熔点越低，在相同的一个钎焊加热过程中，钎焊助剂所溶解的氧化物越多。随着钎焊助剂的不断挥发和溶解的氧化物越来越接近饱和，钎焊助剂就会逐渐失效。由于这个原因，在钎焊助剂的设计中出现了一对矛盾，低温区间的表现和高温区间的表现是不能兼得的。另外，由于同样的原因，高温区间的钎焊助剂活性能够保持的时长也比较短。但是在很多钎焊场景中，更宽的活性温度范围和更长的高温活性保持能力是非常需要的。例如在大体积工件钎焊场景中，为了让工件彻底均匀的加热，我们需要长时间对工件进行加热，而附着在工件表面的钎焊助剂的被加热时间就会过长。例如，这种情况就出现在大型电机转子中频加热钎焊的过程中，由于尺寸巨大(典型案例直径为五米多的铬锆铜组建)，为了保证加热均匀，使用中频加热，这就使加热时间延长，整个钎焊过程需要钎焊助剂保持作用达到8分多钟。

另外，在自动化钎焊流水线上，无法通过人眼和手的配合焊接，为了追求加热的均匀度，往往采用降低加热速率的方式来保障。这样就会让加热时长延长很久。例如，这种情况就出现在自行车车架的自动火焰钎焊工艺中。在这个场景中，需要一种高温活性时长更长的钎焊助剂。为了实现活性范围的拓宽，在设计钎焊助剂的配方时，设计者会按照目标温度来设计整体配方，然后按照工艺加入更低温的和更高温的成分。在生产过程中，各种温度范围的成分充分混合、复合成为一个完整体系。在钎焊过程中加宽活性范围，实现更好的效果。

随着工业水平的发展，越来越多的特殊钎焊问题被提出来，越来越多的曾经无法解决的钎焊问题被重新讨论，这也增加了市场对钎焊助剂性能的要求。例如，在一个新式医疗设备中，由于设计要求，在相距不过3mm的两个焊接接口需要一次性采用两个熔点相差100多摄氏度的钎料进行钎焊。在这个焊接接口需要解决的问题很多，采用高温配合较好的助焊剂则低温接口焊接质量差，因为在低温钎料融化时，高温助焊剂还不能起作用。反之，采用低温配合较好的助焊剂则高温接口质量差，因为当低温完成焊接后高温钎料达到熔点时钎焊助剂已经失效。目前遇到这种问题采用的方案是分两次钎焊，第一次把高温接口焊接完成，然后经过酸洗等过程把表面处理干净，再进行低温钎焊。这个方案的缺点很多，第一，浪费：浪费热量，浪费材料，浪费工时，成本高。第二，污染：助焊剂用量大，清洗次数多，污染环境。第三，质量差：清洗过程可靠性无法保障，温度差导致应力大，焊接质量可能出问题，缺欠率高。

发明内容

本发明提供一种钎焊体，解决问题是现有钎焊体焊接熔点不同的接口时，焊接质量差。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种钎焊体，由钎料和附着于钎料上的药皮组成，所述药皮至少两层，且相邻两层的融化温度范围不完全包含。

优选地，所述钎料选自铜，银，锌，锡，铝，镍，铬及其合金；所述药皮由钎焊助剂和胶黏剂组成；其中一层药皮的有效温度范围下限低于钎料的固相线，另一层药皮的有效温度范围上限高于钎料的液相线；

所述有效温度范围是钎焊过程中钎剂或保护气氛能够保持有效作用的温度范围。

优选地，所述钎焊助剂是粉末形态的硬钎焊助剂。

所述粉末形态的硬钎焊助剂是氟化物钎剂，含硼钎剂，氯化物钎剂中的一种或几种。

所述胶黏剂至少包括含有加热释放氧气的物质、有胶黏性能的有机物和受热释放水的物质；所述加热释放氧气的物质包括硝酸盐、氯酸盐、高锰酸盐和硝化棉中的一种或几种；述受热释放水的物质包括碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢镁、碳酸氢钙、氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化铁、氢氧化镍和氢氧化钙中的一种或几种；有胶黏性能的有机物包括聚丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、纤维素、聚氯乙烯树脂、聚醋酸乙烯树脂、聚乙烯缩甲醛树脂、聚碳酸酯树脂和聚乙二醇中的一种或几种。

所述胶黏剂中不含水。

所述受热释放水的物质至少有一次释放水的温度大于有胶黏性能的有机物的碳化起始温度，小于所述钎料的固相线温度。

所述相邻两层的药皮中熔点低的一层有效温度范围上限不低于熔点高的一层有效温度范围下限。

本发明具有以下有益技术效果：

1.本申请通过附着多层熔点不同的药皮，可以实现对焊接熔点不同的接口进行焊接，且不影响焊接质量。

2.本申请通过调整多层钎剂皮的有效温度范围，使钎剂对钎料的钎焊助性更加匹配，满足不同的加热过程和母材的要求。

附图说明

图1为焊漏率实验图。

具体实施方式

下面结合具体实例进一步说明本发明。

案例中，选用的钎焊助剂为以下品类。

所有钎剂的生产过程如下：

按照配方配置钎剂预混体，将预混体中混入少量水分，将其制成膏体。将此膏体在负压低温(80℃)环境下烘干24小时。然后将其粉碎置于坩埚中，在氮气保护下边搅拌边加热至完全融化后将其倒出冷却。之后将其再次粉碎制成粉末，是为成品。

实施例1-8

取用1.2mm丝径，7.6mm环内径，3匝的环状BAg30CuZnSn(GB/T 10046-2008)钎料(固相线：665℃，液相线：755℃)，在其表面进行涂层。实施例1-6中所有钎剂含量占钎料含量均为13％。

焊漏率实验：将该环状钎料套装在管外径为7.6mm的45#碳钢材料套管结构上，管的一段插入另外一个胀管后内径为7.6mm的相同材料管路中，插入深度为10mm。采用高频加热的方式进行加热钎焊(参照图示)。实验进行1000组。实验加热时长为30s。

铺展实验：参照GB/T 11364-2008《钎料润湿性试验方法》中的铺展实验。将该环状钎料置于2mm厚，40mm*40mm的铁片上，采用高频加热的方式加热。实验加热时长为30s。

为了能够更明显观察出各组的差距。将表面干净没有氧化皮的被焊零件进行表面加速氧化处理，在没有助焊剂添加的情况下，预先用高频加热器加热至600-700摄氏度并保持30秒，然后撤掉热源，自然降温。可以观察到工件表面发黑氧化明显。

失效实验：参考AWS A5.31-2012《Specification for Fluxes for Brazing andBraze Welding》将该环状钎料置于2mm厚，40mm*40mm的铁片上，将铁片置于已经提前预热到780摄氏度的马弗炉中。计时至钎料铺展后表面从金属色泽开始发生氧化发黑现象时为有效时长。

采用纯B型钎剂进行涂层得到对照组1。采用实施例中小左对优化的实施例6-1的成分配比，在附皮之前将相关成分进行混合并进行充分复合反应，后形成单一均匀涂层，得到对照组2。

对照组1，作为空白对照组，选择了单层的B种钎剂。这种钎剂组分复合FB101S的标准(参考JB/T 6045-2017《硬钎焊用钎剂》第一页)，经常被用于配合这种钎焊材料BAg30CuZnSn来钎焊钢材工件。本测试中采用了焊前加热氧化的方式来加大钎剂任务难度，是为了使实验更直观。

对比对照组和实施例1可以发现，将A型钎剂作为外层包覆在B型钎剂涂层之外。A型钎剂的成分较B型的熔化温度更低，有效温度范围也更低。在加热过程中，外层的A钎剂较早开始软化，融化和流动。在B钎剂流动之前，就开始提前开始破除和溶解已经附着在工件表面上的氧化层。之后，内层的B钎剂开始融化流动起到钎剂的作用。由于前期在低温时，A型钎剂在自己活性最佳的时候预先将氧化层溶解和松动，钎焊质量优于对照组1。不过，A型钎剂的加入在铺展性实验和焊漏率实验中提高了铺展性，降低了焊漏率，但也让有效时长变短。在本案例中的铺展性和焊漏率实验都非常快，在钎剂失效之前已经完成了钎焊，因此优于添加A钎剂导致的有效时长的降低并没有对铺展性和焊漏率产生影响。钎剂的前期作用效果对铺展和焊漏率的影响非常明显。

基于实施例1，在实施例2中，将B型钎剂和A型钎剂的比例调整，提高B型钎剂的量。焊接过程中发现，A型钎剂的铺展过程与实施例1差别不大，然而实施例2中B型钎剂的量更多，有更好的中高温活性。在实施例1和实施例2中A型钎剂在中高温时有一定失效的迹象，而实施例2的钎剂A层在钎焊过程前期对于工件表面氧化物的溶解和松动作用已经足够。因此实施例2的铺展性略有提高，有效时长也明显高于实施例1。

实施例3和实施例4中，将C型钎剂作为内层钎剂，B型钎剂作为外层。C型钎剂的有效温度范围上限和下限都高于B型钎剂。在相同温度条件下(BAg30CuZnSn的融化温度)，C型钎剂拥有更长的有效时长。对比对照组1，可以发现，将C型钎剂作为内涂层，可以在一定程度上提高钎剂的铺展性，降低焊漏率，而且可以很明显地提高有效时长。在实施过程中，发现，B型钎剂软化，融化，流动之后，内层的C型钎剂开始流动。C型钎剂的流动过程明显更慢，融化后粘度更高。C层钎剂开始充分流动时，B层钎剂已经将局部氧化膜溶解破除。C层钎剂粘度高，附着层厚，尤其附着在钎料合金表面，一直持续保护。

多层钎焊体的设计理念是将高温钎剂作为内层，从而在由外而内加热过程中，逐层融化。对比实施例3与实施例1，和实施例4与实施例2，相同层数，相同温度关系，相同质量比，将主钎剂B(作为单一钎剂与这种钎料匹配最佳的钎剂)作为内层，外加低温钎剂层A的方案得到的铺展性和焊漏率结果，明显优于将高位钎剂C作为内层，将主钎剂B作为外层的方案。其中原因是影响铺展性的氧化物层大概从300摄氏度开始就已经在被焊零件表面开始生成并且生成速度随着温度的提高而大幅上升。因此，将低温钎剂A置于外层后，外层在低温时提前覆盖并保护了工件表面，而且提前对工件表面已经存在的氧化物进行了处理。这是案例3和案例4的方案做不到的。

除了对照组1-2，实施例2-2，实施例4-2和实施例6-2以外，本案例组的铺展实验和焊漏率实验的加热时间都比较短(30s)，短于在该温度下钎剂的失效时长。对于这些案例，钎剂有效时长对于钎焊质量的影响不明显。对比对照组1-2和对照组1，实施例2-2和实施例2，实施例4-2和实施例4，实施例6-2和实施例6，可以发现，当加热时长延长，观察到钎剂部分失效现象，对于钎焊结果影响很大。实施例2-2的加热过程中，加热时长延长，观察到，外层钎剂流动后，在内层钎剂充分流动并起作用之前，外层钎剂已经出现失效现象。之后B层钎剂开始明显流动，而此时A层钎剂几乎已经完全失效，工件氧化非常明显。在钎料融化时，B层钎剂的失效现象也已经能够明显观察到，焊接结果极差。实施例4-2则不同：B层钎剂流动后对工件的氧化物开始起作用，在B层钎剂失效之前，内部的C层钎剂也开始了融化流动，并且C层钎剂粘度较高，流动缓慢，附着层较厚，持续保护工件。最后，钎料流动时，核心区域的钎剂依然效果不错。焊接结果虽然不如快速加热的实施例4，但也与快速加热的对照组1相差不大。

实施例5是在实施例4的基础上，增加了一层外层的低温钎剂A，将整个钎剂涂层的有效温度范围扩大至550℃(钎剂A的有效温度范围下限)到830摄氏度(钎剂C的有效温度范围上限)。在铺展性和焊漏率实验中比之前的实施例都好很多，这是在前面实验的基础上进行的优化结果。说明以B型钎剂为主，低温区间用A型钎剂补充，高温区间用C型钎剂补充使铺展性和焊漏率得到非常好的优化。有效时长也比纯B型钎剂提高一倍。对比实施例5和实施例4发现，虽然外层添加的A型钎剂事实上稀释了其他种类钎剂的质量占比(总质量不变)但其焊漏率下降了39％(从6.1％到3.7％)，铺展性也有很大提高(从82.7％到91.8％)。而在实施例5中，添加低温的A型钎剂并没有像实施例1中那样降低了有效时长。这可能是应为有效时长的主要保障因素为高温钎剂C的添加，在有高温钎剂的情况下，低温钎剂的作用被覆盖。

实施例6将实施例5中的C型钎剂替换为温度更高的D型钎剂，整个钎焊体的钎剂的有效温度范围进一步扩大至550℃(钎剂A的有效温度范围下限)到930摄氏度(钎剂C的有效温度范围上限)。得到更好的铺展，非常长的有效时长，比实施例5高的焊漏率。实验过程中发现，由于D型钎剂温度高，粘度大，其中高温物质成分的溶解需要一定的时间，在实施例6中由于加热时间较短，钎剂在钎料中形成一些夹杂。实施例6中焊漏现象发生的主要因素是夹杂问题。如果将加热时长延长到120s，即实施例6-2，夹杂都将会被溶解，得到更低的焊漏率结果。

对照组2是将较为优化的实施例6的方案中各层钎焊助剂均匀混合成一个整体混合物，形成相同质量比的涂层。实验发现，对照组2的铺展性要远远低于实施例6，对比对照组1也更低。加热过程开始的前期，整个的钎剂的较为黏稠，不融物较多，这些不融物颗粒吸附固定了粘度低的物质，使其无法流动。对比实施例6，对照组2发生明显流动迹象的时间滞后非常多，这是因为实施例6的低温材料A在最外层，很早就达到流动温度，且不会被高温材料固定住。对照组2的焊漏率也较高，甚至略高于对照组1。观察发现其焊漏的主要成因也是因为夹杂，由于其在加热早期流动现象弱，去除工件氧化物的面积较小，导致其加热后期流动时，工件表面氧化现象更严重，可能是焊漏率更高的额原因。

实施例7中，低温层材料A的有效温度范围上线是700摄氏度，另外一层高温层的材料D有效温度范围下限为740摄氏度。两种材料的有效温度范围没有重合段。其铺展性，焊漏率都比较差。实验过程发现，两层材料在加热过程中的流动行为有较明显的前后断层，即低温的A已经流动离开钎料，高温的D除了膨胀外，没有发生流动。低温的A发生明显实效现象时，高温的D刚刚开始流动不久，没有很好的形成对金属材料的覆盖和保护作用。

实施例8中，采用了温度较高的两种材料形成涂层。其中低温的D有效温度范围下限是740摄氏度，而钎料BAg30CuZnSn材料的固液象限分别为665摄氏度和755摄氏度。实验过程中发现，在钎剂涂层没有达到融化状态时，钎料已经软化，由于表面的氧化物没有被去除，钎料保持原来的形态，此时氧化膜形成了一种外在骨架作用，内部的金属成分已经软化。这一过程比较短暂。之后，钎料表面的氧化物被破开，融化的钎料金属收缩，形成了滚圆的液滴。在焊漏率实验中有液滴从接口上滑落离开加热区域的现象。之后随着温度的升高，钎剂层能有一定的流动。这时钎料发生了一部分流动，但是流动性非常差。

以上案例，可以发现，针对不同工业要求可以选择的方案不同。其中案例6更适合需要较长时间加热的需求。案例5则比较均衡，焊漏率更低。因此，针对不同的工艺要求(加热时长等)可以选择不同的外皮选型和配比。

实施例9-17

取用2.0mm丝径，10.0mm环内径，1匝的环状BCu60Zn(Sn)(GB/T 6418-2008)钎料(固相线：875℃，液相线：895℃)，在其表面进行涂层。实施例7-13中所有钎剂涂层占金属含量均为13％

焊漏实验：将该环状钎料套装在管外径为10.0mm的45#碳钢材料套管结构上，管的一段插入另外一个胀管后内径为10.0mm的相同材料管路中，插入深度为10mm。采用高频加热的方式进行加热钎焊(参照图示)。实验进行1000组。实验加热时长为20s。

铺展实验：参照GB/T 11364-2008《钎料润湿性试验方法》中的铺展实验。将该环状钎料置于2mm厚，40mm*40mm的铁片上，采用高频加热的方式加热。实验加热时长为20s。

为了能够更明显观察出各组的差距。将表面干净没有氧化皮的被焊零件进行表面加速氧化处理，在没有助焊剂添加的情况下，预先用高频加热器加热至600-700摄氏度并保持60秒，然后撤掉热源，自然降温。可以观察到工件表面发黑氧化明显。

失效实验：参考AWS A5.31-2012《Specification for Fluxes for Brazing andBraze Welding》将该环状钎料置于2mm厚，40mm*40mm的铁片上，将铁片置于已经提前预热到950摄氏度的马弗炉中。计时至钎料铺展后表面从金属色泽开始发生氧化发黑现象时为有效时长。

采用纯D型钎剂进行涂层得到空白对照组。

对比对照组3，实施例9和实施例10，可以发现，C型钎剂的加入提高了铺展性，降低了焊漏率，但也让有效时长变短。在本案例中的铺展性和焊漏率实验都非常快，钎剂的前期作用效果对铺展和焊漏率的影响非常明显。实施例10比实施例9大幅降低了低温外层的含量。发现铺展性有所下降，焊漏率也有所提高。与实施例2和实施例1的数据变化趋势相反。这是种现象可能是因为，A和B材料的温度接近，而钎剂C和钎剂D的起始活性温度范围差别比较大。C钎剂独立支撑的时间相对较长，因此C钎剂的提高，更利于活性起始阶段的氧化物去除和工件表面的保护。

对比实施例11和实施例9可以发现，少量的B型钎剂的加入提高了铺展性，降低了焊漏率也降低了有效时长。B型钎剂温度更低，在加热前期对于工件的保护更提前。虽然由于量比较少，流动效果较小，依然在有效的范围内起到了很明显的促进作用。

对比对照组3，实施例12和实施例13，可以发现，E型钎剂的加入，也能提高铺展性和焊漏率，还能有效提高助焊剂的有效时长。但E型钎剂加入过多时，对于铺展性的提高效果降低，对于焊漏率的影响较弱。这主要是因为，E型钎剂的有效温度范围是非常广的，在一定的范围内其粘度也比较高，铺展性能弱于低温的钎焊助剂，导致铺展效果相对弱一些。在焊漏率实验的工件上观察到，虽然铺展性能略弱，但是实施例12的实验中，融化的钎料依然在焊缝接口处融化并保持至钎焊完成，实施例12的焊漏率与实施例13相差很小。

由于高温的E材料的添加，实施例12的有效时长非常长。在实施例12-2的长时间加热实验中，流动性，和焊漏率提高非常多，尤其是焊漏率表现的非常优秀，是本组案例的最佳数据。这说明，适合长时间加热的材料配比方案，在更长时间内起到更好的助焊效果。从实验现象来说，发现随着时间的延长，助焊剂的活性表现依然保持，并给焊料以充分的时间流动和扩散。

对比实施例14是在实施例13之外再添加一层低温的钎剂层，以提高体系在低温区间的助焊效果。由于本组实施例的温度较高，在达到最低钎焊活性温度之前工件已经在比较高的温度了，表面已经有了比较可观的氧化物附着了。通过在体系外添加低温的，流动性更好的钎焊助剂，能够有效的降低高温钎剂起作用时工件的氧化物量。实施例15也是在这个思路上进行设计的。实施例15的实验中发现，最外层的低温钎剂B材料形成的涂层很早就快速形成流动，而且在第二层和第三层逐步融化的过程中，最外层的B层钎剂的流动前驱膜已经发生失效。然而，由于第一层B层的前驱流动，在第二层C层流动时，最接近钎料的区域的工件表面已经露出了下面的工件金属表面。实施例14和实施例15在流动性和焊漏率上都表现出了优于实施例13和实施例14的性能。

对比实施例11至实施例15发现，实施例15在铺展性和焊漏率上与实施例11相当，在有效时长上又远远优于实施例11。可以说通过多层配比，我们在实施例15上，实现了各方面性能的综合优化效果。

对照组4将实施例15中的各层钎焊助剂均匀混合成一个整体混合物，形成相同质量比的涂层，实验令人吃惊的得到了相差巨大的数据。不同于对照组2在上一组案例中的结果，对照组4的流动性和焊漏率数据比分层涂加的实施例15有了非常极端的恶化。

实施例16的效果比较差的原因是采用了温度较低的两种材料形成涂层。其中高温的C有效温度范围上限是830摄氏度，而钎料BCu60Zn(Sn)材料的固液象限分别为875摄氏度和895摄氏度。实验过程中发现，在钎剂涂层完全融化流动后钎料没有达到融化状态，随着温度的升高，钎剂已经开始失效，透明的钎剂流动层下覆盖的钎料已经开始氧化发黄发黑，钎料还是没有融化。之后，钎料表面也开始出现氧化发黑现象，然后钎料融化，融化的钎料金属缓慢收缩，形成了不规则液滴状，表面覆盖大量黑色物质。

实施例17中，低温层材料C的有效温度范围上线是830摄氏度，另外一层高温层的材料E有效温度范围下限为880摄氏度。两种材料的有效温度范围没有重合段。其铺展性，焊漏率都比较差。实验过程发现，两层材料在加热过程中的流动行为有一定的前后断层，但其断层现象要弱于实施例7。这是因为在材料C达到较高温度时，虽然材料E还没有达到有效温度范围，但是其已经发生了一定的膨胀和软化现象，被高温的材料C的流动性牵引，对于其分层现象观察不太明显。但是从数据上看，这种温度区间出现断层的设计对于钎焊效果的影响是非常明显的。

以上案例，可以发现，针对不同工业要求可以选择的方案不同。其中案例15从各方面数据来说已经非常优化，但是如果需要更长时间加热的话，依然需要选择实施例12的方案。另外，对比对照组4和实施例15说明，在高温时，多层设计对于的钎剂涂层的效果有着非常显著的好处。

实施例18

取用2.0mm丝径，10.0mm环内径，1匝的环状BCu60Zn(Sn)(GB/T 6418-2008)钎料(固相线：875℃，液相线：895℃)，在其表面进行涂层。实施例7-13中所有钎剂涂层占金属含量均为13％

焊漏实验：将该环状钎料套装在管外径为10.0mm的45#碳钢材料套管结构上，管的一段插入另外一个胀管后内径为10.0mm的相同材料管路中，插入深度为10mm。将装配好的工件置入已经提前预热到950℃的马弗炉里进行焊接。实验进行1000组。实验加热时长为400s。

铺展实验：参照GB/T 11364-2008《钎料润湿性试验方法》中的铺展实验。将该环状钎料置于2mm厚，40mm*40mm的铁片上，置入已经提前预热到950℃的马弗炉里进行焊接。实验加热时长为400s。

为了能够更明显观察出各组的差距。将表面干净没有氧化皮的被焊零件进行表面加速氧化处理，在没有助焊剂添加的情况下，预先用高频加热器加热至600-700摄氏度并保持60秒，然后撤掉热源，自然降温。可以观察到工件表面发黑氧化明显。

失效实验：参考AWS A5.31-2012《Specification for Fluxes for Brazing andBraze Welding》将该环状钎料置于2mm厚，40mm*40mm的铁片上，将铁片置于已经提前预热到950摄氏度的马弗炉中。计时至钎料铺展后表面从金属色泽开始发生氧化发黑现象时为有效时长。

采用纯E型钎剂进行涂层得到空白对照组。

对比空白对照组，实施例14和实施例15，可以发现D型钎剂的加入提高了铺展性，降低了焊漏率，但效果并不十分明显，而且也让有效时长变短。在本案例中的铺展性和焊漏率实验都时间很长，对于高温钎剂给予充分的时间让其起作用，钎剂的前期作用效果对铺展和焊漏率的影响不如之前的实施例明显。

对比实施例16和实施例15，各项性能下降明显。主要是由于本案例中的各项试验加热时长非常长，低温钎剂加入过多导致高温段钎剂含量不足，低温钎剂失效后，高温钎剂无法起到足够好的作用。

Claims (6)

1.一种钎焊体，由钎料和附着于钎料上的药皮组成，其特征在于，所述药皮至少两层，且相邻两层的融化温度范围不完全包含；

所述钎料选自铜，银，锌，锡，铝，镍，铬及其合金；所述药皮由钎焊助

剂和胶黏剂组成；其中一层药皮的有效温度范围下限低于钎料的固相线，另一层药皮的有效温度范围上限高于钎料的液相线；

所述有效温度范围是钎焊过程中钎剂或保护气氛能够保持有效作用的温度范围；

所述胶黏剂至少包括含有加热释放氧气的物质、有胶黏性能的有机物和受热释放水的物质；所述加热释放氧气的物质包括硝酸盐、氯酸盐和高锰酸盐中的一种或几种；所述受热释放水的物质包括碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢镁、碳酸氢钙、氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化铁、氢氧化镍和氢氧化钙中的一种或几种；有胶黏性能的有机物包括聚丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、纤维素、聚氯乙烯树脂、聚醋酸乙烯树脂、聚乙烯缩甲醛树脂、聚碳酸酯树脂和聚乙二醇中的一种或几种。

2.如权利要求1所述的钎焊体，其特征在于，所述钎焊助剂是粉末形态的硬钎焊助剂。

3.如权利要求2所述的钎焊体，其特征在于，所述粉末形态的硬钎焊助剂是氟化物钎剂，含硼钎剂，氯化物钎剂中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的钎焊体，其特征在于，所述胶黏剂中不含水。

5.如权利要求1所述的钎焊体，其特征在于，所述受热释放水的物质至少有一次释放水的温度大于有胶黏性能的有机物的碳化起始温度，小于所述钎料的固相线温度。

6.如权利要求1至5任意一项所述的钎焊体，其特征在于，所述相邻两层的药皮中熔点低的一层有效温度范围上限不低于熔点高的一层有效温度范围下限。

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