引言

钎焊低于母材焊料的熔点低于母材固相线和保温时间高于钎料液相线温度,融化后的焊接母材在一起是一种焊接技术,当钎焊填充金属融化成液态,母材保持固态，液态焊料在母材上焊接缝隙或表面润湿、毛细管流动、填充、扩散。它与母材相互作用(溶解、扩散或形成金属间化合物)，冷却并凝固，形成连接母材的牢固接头。随着科学技术的不断发展，钎焊技术已被广泛应用于各种轨道车辆、航空、航天、汽车、化工机械、电子等行业，特别是在航空等国防工业中已成为一种不可替代的工艺方法。

1钎焊概述

钎焊是指将低于熔点的焊料与焊件同时加热至焊料的熔化温度，用液态填充金属填充固体部分的焊缝，使金属连接的焊接方法。钎焊时，应先去除母材接触面上的氧化膜和油渍，这有利于焊料熔化后的毛细管作用，增加焊料的润湿性和毛细管流动性。钎焊根据焊料熔点的不同分为硬钎焊和软钎焊。真空钎焊是在真空气氛下不使用钎焊剂而直接连接焊接件的一种工艺方法。它能钎焊一般方法难以连接的材料和结构，获得光滑致密、力学性能优良、耐腐蚀的钎焊接头。钎焊变形小，焊缝光滑美观，适用于焊接精度高、复杂和由不同材料组成的零件。钎焊前，工件必须仔细加工并严格清洗，去除油污和氧化膜，保证焊缝的光洁度和间隙。间隙一般要求在0.01~0.1mm之间。

2钎焊技术在大型发电机制造中的应用

2.1钎焊间隙控制

钎焊间隙是在焊件之间的装配间隙，钎焊间隙的大小不仅在很大程度上决定钎焊缝的性能，而且也是影响钎焊工艺执行的难易程度。该零件采用试装配方式控制钎焊间隙，钎焊时是依靠毛细作用使钎料填满间隙，在焊缝周围形成规整的钎角，因此正确选择焊缝问隙很大程度上影响焊缝的致密性和强度。不同的钎料对焊缝间隙的要求也有所不同，该零件使用的钎料为HBNi82CrSiB镍基钎料，镍基钎料要求焊缝间隙为0.02～0.1mm，这是因为HBNi82CrSiBFe镍基钎料含有3％左右的硼，4.5％左右的硅，钎焊时可以形成脆性相的元素，为保证焊缝的性能，应尽量使这些元素在焊缝内通过扩散作用而降低到最低程度。当间隙小时，这些脆性相元素数量少，向母材扩散的距离短，可以通过扩散使得这些元素在焊缝中浓度降低。从而避免产生脆性相，提高钎焊强度。有关资料表明：当间隙为0mm、0.05mm、0.1mm、0.15mm时，脆性随着间隙的增加而增大。间隙在0.15时，脆性相最多，并形成明显的连续层，焊缝的强度严重下降，因此焊缝最佳间隙应控制在0.02mm～0.1mm之间。采用试装配时方法可以控制焊缝的间隙。试装配时，在叶片缘板与整流器外环之间塞≤0.1mm的不锈钢薄片使得叶片缘板与整流器外环间隙的间隙均布，间隙超出0.1mm时，需要重新选配叶片；出现紧度时，调整不锈钢钢箔的厚度，保证间隙越小越好，有利于提高钎焊质量要求，并记录叶片装配顺序。

2.2电阻钎焊设备、电极的选择

在电阻钎焊中，电极的主要功能包括传导、加热、传热、散热和加压。由于壳组电阻钎焊接头面积较大，需要更多的热输入。钎料的体积电阻和接触电阻除加热外，钎焊电极的传热和传热对钎焊质量有重要影响。因此，电极除耐高温、耐腐蚀、耐磨损外，还应具有较高的电阻率和一定的导热性。常用的电阻钎焊电极材料有铬、锆、铜、钨、石墨等。铬锆铜电极具有良好的导热性，易于加工，但其电阻率低。当工作温度过高时，电极强度降低，容易与焊件结合。石墨电极具有加热快、传热快的优点，但有不耐磨的缺点，可通过2500℃以上的高温处理加以改善。钨铜材料比较耐磨，具有钎焊时不易变形、不易粘接零件、使用寿命长等优点。当钎焊时间短,输入热量少,焊接区域的温度很低,导致缺乏行动的钎剂,影响氧化膜的清除,这样焊接不能完全融化和扩散,因此不能渗透和填满焊。当焊接时间过长时，过多的热量会使焊料与母材产生强烈的相互作用，焊缝容易形成脆性化合物，并会产生较大的焊接变形。因此，选择合适的焊接时间非常重要。当钎焊压力过小时，钎焊电极与焊接件之间的接触，焊接件与焊料之间的接触不紧密，接触电阻过大，容易使焊料迅速熔化而引起较大的飞溅，不利于接头成型。当电极压力过高时，钎焊部分可能产生较大变形。同时，过高的钎焊压力会导致部分熔化的焊料被挤出焊接表面，影响钎料与母材之间的相互渗透和扩散，导致钎焊率低，接头强度低。需要选择合适的压力钎焊,焊接压力下可使焊接接头表面热阻的影响下产生一定的热塑性变形,为了使其氧化膜破裂,因此钎剂可以从母材之间的氧化膜破裂和氧化膜,通过氧化膜剥离和溶解达到对膜的目的，有利于母材的润湿和铺展，形成优质接头。

2.3焊后检验

首先是水浸超声波探伤。受零件结构限制和灵敏度等原因，X光射线检测无法准确发现钎焊缝内部未焊合、夹渣等缺陷，故采用灵敏度较高的水浸超声波探伤检测。其次是金相检测。为进一步检测钎焊缝内部质量，同时也为验证水浸超声波探伤的可靠性，对模拟件进行金相检查。采用“米”字型破坏，对称切取零件，该方法可以全面观测零件钎焊缝的内部质量。室温下，需要增加钎焊间隙来弥补钎焊温度下膨胀量造成的间隙缩小，才能获得满意的钎焊质量，而且金相检测结果从另一方面验证了水浸超声波探伤的正确性，可以用来检测钎焊内部缺陷。

2.4装配定位点焊

零件在真空炉内钎焊时，不能用夹具机械固定，因为夹具和零件入炉后都要经受高温钎焊加热（1055±5℃），一是夹具易被“咬死”，无法再次使用；二是受热不均，膨胀不同步，导致钎焊间隙发生变化，因此蜂窝和环件在入炉前必须采取储能点焊方法定位，可以使蜂窝的装配和定位达到较好效果。环座的直径较小、蜂窝半径高，能否将蜂窝点焊牢固地定位在环座上，点焊电极的形状及点焊参数至关重要。

结语

综上所述，钎焊技术的不断更新和迭代，将推动许多领域的快速发展，也将对钎焊技术提出更高的标准。由于大型发电机制造工艺繁琐，大量的结构要采用钎焊技术来实现，为了进一步发挥钎焊技术在大型发电机制造中的价值，行业必须不断改进钎焊技术参数和焊接方法，设计出更加科学合理的传感器，通过对钎焊工艺和应用环节的有效控制，控制焊接成本的不断创新，提高制造水平，将为今后大型发电机组的科学制造奠定坚实的基础。

参考文献

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