含镉银钎料的焊接解决方案

2016-07-08  来自: 一分排列3 浏览次数:1584

优质的钎焊性能是也可以从种类繁多的不含镉的钎料中获得的

自1992年12月14日对OSHA标准29CFR的1910,1915及1926部分进行了修订并建立了新的镉标准,许多镉钎料用户都转向使用不含镉的合金。这一变化基本上使容许曝光限定( PEL )中的总重平均值 (TWA ) 100 µg/m 3 (烟) 减少到 5 µg/m 3 (烟尘)。要了解更多相关的信息及解释,请参阅联邦 OSHA 标准29。

历史上的含镉钎料

有资料记载镉在银-铜-锌三重基钎料合金中充当降低固-液相熔解范围的温度抑制剂角色,而且它也可以提高合金的湿润性(主要在铁基合金上)。在进行钎焊时需要考虑到以上各个方面,但是大部分焊件也不是同时都拥有这些特征的。

镉多年前就被确定是有毒性的,但是直到现在人们才把目光转向不含镉的合金上。第一个含镉合金也就是今天美国焊接协会( AWS A5.8 )命名的 BAg-1 a 合金早在 1930 年的时候就获得了专利权。 30 年代中期, Engelhard (现在的 Wolverine Joining Technologies 前身)意识到需要找到替代镉的合金,于是经过潜心研究生产出其专利产品 - 含锡银钎料,也就是今天的 BAg-7 。从最初的专利产品到现在一系列含锡的合金,这些以及其他不含镉的钎料合金都可以与含镉合金相媲美并协助您完成焊接任务。

选择非镉合金的第一步是要确定焊接工件及焊接程序的特性及限定。比如钎焊大量元部件需要延长加热循环,那么低熔点的替代合金。如果你所设计的毛细管作用空间要求合金能够填充大接头间隙,那么所选的替代合金要具有相似的粘性。如果你要用含镍的钎料焊接铁基或碳化物材料,那么替代的钎料合金也应含镍元素。

不含镉的合金

(银-铜-锌 家族): 有相当多的银-铜-锌三重基钎料合金可供选择。 选择合金时建议首先从含有相似银成分的钎料开始。(请参阅“高银合金选择”部分的产品规格)非镉合金的技术参数依据现用的含镉合金选择相近的。在选择的过程中也可能受熔解温度,熔解范围以及现实可行性的影响。今天,随着加热技术的提高,无论是用焊炬,熔炉,感应或是其他加热方式,要达到钎焊所需的温度已不再是个大问题了。

(银-铜-锌-锡家族):如前所述,对于银-铜-锌-锡 四重基合金的发展已经做了大量研究工作。通过这些努力发现锡像镉一样起到抑制温度作用,降低了固-液温度范围并且提高其湿润性(主要针对铁基合金)。尽管锡像镉一样作用,但是它却不能直接替代镉;锡起到的作用程度相对低些,但能够与其他组成成分共同作用接近并达到银-铜-锌-镉合金的性能。AWS A5.8 BAg-7是非镉合金的。 这个合金有接近镉家族的固相温度以及低于大部分含镉合金的液相温度。从以下我们的非镉合金表可以看出:随着银成分的降低以及锡含量的改变,熔解温度有些许升高.

 虽然锡可以提供像镉一样的性能但是需要注意的是锡也会减弱合金的延展性,在温度升高时,弱延展性愈发显现出来。实践和测试表明在银-铜-锌-锡家族随着银含量的较少,延展性也随之减弱。如果在压力下接头的设计不能再更改去选择其他钎料,且延展性是另一因素,那么银- 铜- 锌家族的合金会是个不错的选择。在选择替代合金之前,应该对与钎焊性能相关联的每一焊接细节进行分析与计算。显然最经济的选择通常是银含量但又可以满足成本效率及接头质量的那种合金。

(银-铜-锌-镍家族) 对于特定的用途比如像钨-碳化物与钢杆的焊接,则有不含镉的镍基钎料供选择, 低液相温度的AWS A5.8 BAg-24 就是不错的合金。在温度升高的情况下提高钎焊强度则可以选择BAg-4 钎料。

(银-铜-磷 家族) 含镉钎料还可以用于铜与铜的焊接。在银-铜-磷家族中大概有6 种合金可以用作替代材料;这个家族的钎料在对铜的焊接中可以起到自熔的作用,而且可以用在铁和镍基金属材料上,或是镍含量超过10% 的铜合金中。

总结

选择非镉合金的过程和发现并修理故障的原理相似,也就是说要回到基础。除了填充金属,影响接头整体性的基本要素包括:设计,清洁与助熔,安装与固定,加热,冷却与去除熔剂。与这些基本要素有关的每一钎焊细节都应进行评估与计算。如果由于没有遵循基本原理而使现有的钎焊装置质量达不到要求,那么替代合金的选择数量也是有限的。当所有条件都接近最优化时,选择的合金也会更广泛。



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