1.3　钎剂的种类及应用

1-151　钎剂由哪些物质组成？钎剂在钎焊时起何作用？

钎剂又称为焊剂或溶剂，工厂中也有叫焊粉的，主要由硼砂、硼酸氟化物、氯化物等组成。其作用通常可归结如下。

①去膜作用。清除母材及钎料表面的氧化物，为液态钎料在母材上润湿、铺展填缝创造必要条件。

②保护作用。以液体薄层覆盖母材和钎料表面，隔绝空气而起到抑制母材及钎料在钎焊过程中的再氧化，即保护表面在加热过程中不继续氧化。

③活化作用。钎剂中的某些元素或物质与待焊金属表面发生作用后，会使基体表面活化，易与钎料形成冶金结合，从而促进表面活化，改善钎料对钎焊金属表面的润湿能力，增加钎料的流动性。

1-152　在钎焊时为什么要使用钎剂？

在通常的情况下，由于待焊基体材料表面总会有一层氧化膜覆盖，这层氧化膜能够阻止钎料与基体材料的良好润湿，严重影响钎焊质量，同样，液态钎料也会被氧化膜包覆而失去对基体材料的润湿能力。因此要得到理想的钎焊质量，必须彻底清除基体材料和钎料表面的氧化膜。

在有些情况下，钎焊前安排清除母材表面氧化膜的工序，但这还远远不能满足要求。这是因为在钎焊加热过程中，母材和熔化钎料的表面还面临着更为迅速的氧化作用，在表面会立即生成一层薄薄的新的氧化膜。因此在钎焊过程中仍需要采取必要的措施，清除待焊母材和液态钎料表面的氧化膜并防止它们再被氧化。为达到这个目的，在实际钎焊中广泛采用使用钎剂的方法，促进钎焊接头的顺利形成。

1-153　钎焊过程中使用的钎剂有哪些种类？如何清洗钎剂？

钎焊过程中使用钎剂的种类见表1-15。

1-154　免清洗钎剂有何特点？

免清洗钎剂一般由合成树脂和性能更加稳定的活性剂组成，其固相成分（质量分数）的典型值为35％～50％。免清洗钎剂的最大特点是省去了清洗工序，因而减少了与清洗工序相关联的设备、材料、能源和废物处理等方面的费用，有利于降低成本。

1-155　钎剂如何分类？

钎剂的分类没有一个特定的原则，从不同的角度出发，可将钎剂分为多种类型。例如，按使用温度不同，分为软钎剂和硬钎剂；按用途不同，分为普通钎剂和专用钎剂。此外，考虑到作用状态的特征不同，还可分出一类气体钎剂。这里根据实际情况，将钎剂分为软钎剂、硬钎剂、专用钎剂和气体钎剂等，其详细的分类如图1-17所示。

1-156　软钎剂与硬钎剂有何区别？

软钎剂主要是指在450℃以下配合软钎料钎焊用的钎剂。软钎剂由成膜物质、活化物质、助剂、稀释剂和溶剂等组成。按其成分可分为无机软钎剂和有机软钎剂两类。其中，无机软钎剂又可分为无机盐类软钎剂和无机酸类软钎剂，而有机软钎剂又可分为水溶性有机软钎剂和松香类有机软钎剂。

硬钎剂指的是在450℃以上进行钎焊用的钎剂。黑色金属常用的硬钎剂组分是硼砂、硼酸及其混合物。

1-157　什么是专用钎剂？气体钎剂通常有哪两类？

专用钎剂是为那些氧化膜难以去除的金属材料进行钎焊而设计的钎剂，如铝用钎剂和钛用钎剂等。对铝用钎剂按其使用温度可分为铝用软钎剂和铝用硬钎剂两类，其中铝用软钎剂又可分为铝用有机钎剂和铝用反应钎剂。

气体钎剂是一种特殊类型的钎剂，按钎焊方法可分为炉中钎焊用气体钎剂和火焰钎焊用气体钎剂两类。

1-158　免清洗钎剂使用时应注意哪些问题？

免清洗钎剂的相容性是这类钎剂在应用时需要重点考虑的问题。相容性问题包含以下两个方面的含义。

①各钎剂之间的相容性。

②免清洗钎剂与现行钎焊工艺之间的相容性。

1-159　常用的无机软钎剂有哪些？有何用途？

常用无机软钎剂见表1-16。这类钎剂主要由无机盐或无机酸组成，其特点是化学活性强，热稳定性好，能有效去除母材表面的氧化物，促进液态钎料对母材的润湿。可用于包括不锈钢、耐热钢、镍基合金在内的黑色金属和有色金属的钎焊。但钎剂残渣对钎焊接头具有强烈的腐蚀性，钎焊后的残留物必须清除干净。

无机盐类软钎剂中最常用的是氯化锌（白色、吸潮）和氯化铵，主要用于配合锡铅钎料钎焊钢、铜及铜合金。氯化锌类钎剂去除氧化膜的原因在于其可以和水形成络合酸，生成的络合酸能够溶解金属氧化物，例如氧化铁；在ZnCl2中加入NH4Cl，如RJ3不但可以提高钎剂的活性，而且可以降低钎剂的熔点，从而提高钎剂的工艺性能。这类钎剂钎焊铬钢、镍铬合金或不锈钢时，其去膜能力仍显不足，因而可以向其中添加一些盐酸（如RJ6），可进一步提高钎剂的活性。此外，还可添加如氯化镉、氯化钠等其他组分（QJ205），以便提高钎剂的熔点。无机盐类软钎剂与金属氧化物作用所生成的金属氯化物能同氯化铵或氯化锌形成易熔的化合物或共晶，因而容易被清除掉。

可作为无机酸类软钎剂的无机酸有磷酸、盐酸和氢氟酸。通常以水溶液或酒精溶液形式使用，也可与凡士林调成膏状使用。其中，磷酸溶液（质量分数为40％～60％）是常用的无机软钎剂，它比盐酸与氢氟酸溶液既方便又安全，且具有较强的去除氧化膜的能力。钎焊青铜和不锈钢等合金时，磷酸溶液是最适宜的钎剂。由于受其挥发温度的限制，磷酸钎剂只限于300℃以下使用。盐酸与氢氟酸能强烈腐蚀母材，并在加热中析出有害气体，故很少使用，只在某些钎剂中作为添加成分。

1-160　银基钎料炉中钎焊使用哪些钎剂？

使用BAg-1、BAg-1a、BAg-4和BAg-5钎料进行钢与钢或钢与异种金属的炉中钎焊时，需要用钎剂。钎剂应能还原表面氧化物，保证钎料流动并润湿母材。而不会腐蚀母材。美国焊接学会（AWS）的FB-3A型钎剂符合这些要求，广泛用于以银合金为钎料的炉中钎焊。这种钎剂含有硼酸、硼酸盐、氟化物、氟硼盐酸和润湿剂，它在570～870℃的温度范围内对保护气氛下的炉中钎焊是有效的。可以制成膏状或粉状，也能与水、乙醇或一氯化苯混合，稀释成一定稠度的液体。根据稠度不同，可用刷或喷的方法在工件上施加钎剂，或用喷枪定量施加钎剂。钎焊后必须完全去除组件上的残留钎剂。常用于银钎焊的氟化剂会产生具有吸湿性和腐蚀性的残渣。当将钢钎焊到含铝的合金上时，一般采用4型钎剂。

1-161　通常情况下，真空钎焊过程中需不需要钎剂？

对于真空钎焊而言，通过钎焊装配前的机械和化学清理，已经将基体材料和钎料表面的氧化膜去除干净，且在真空加热的情况下，基体和钎料不会进一步氧化，残留的氧化膜很薄，在真空状态下分解或溶解破碎。对于钎料的润湿和铺展不构成威胁，因此在通常情况下，真空钎焊是不需要钎剂的。

1-162　在实际生产中，钎剂应满足哪些性能要求？

在实际生产中，钎剂应满足下列性能要求。

（1）去膜和净化表面性能

通过物理化学作用，钎剂应足以溶解或破坏母材和钎料表面的氧化膜。

（2）润湿和保护性能

钎剂在钎焊温度范围内应该具有表面张力小、黏度低和流动性能好的特点，以利于钎剂和液态钎料在母材表面的润湿和铺展；同时，钎剂及其作用产物的密度应小于液态钎料的密度，这样钎剂才能均匀地呈薄层覆盖在钎料和母材的表面，有效地隔绝空气，起到保护作用。

（3）熔化性能

钎剂的熔点应低于钎料的熔点，且两者相差不能太大，这样才能保证钎剂在钎料熔化之前有效地发挥作用，去除钎缝间隙和钎料表面的氧化膜，为钎料的润湿、铺展准备条件。

（4）热稳定性能

钎剂在加热过程中应保护其成分和作用稳定不变，不至于发生钎剂组分的分解、蒸发或碳化而丧失其应有的作用。一般要求钎剂具有不小于100℃的热稳定温度范围。

（5）除渣性能

钎剂及其作用产物的密度应小于液态钎料的密度，以利于液态钎料在填缝时将它们从间隙中排出，防止它们滞留在钎缝中形成夹渣。此外，钎剂在钎焊后所形成的残渣应当容易清除。

（6）腐蚀性和毒性

钎剂及其残渣不应对母材焊缝有强烈的腐蚀作用，也不应具有毒性或在使用中析出有害气体。

（7）钎剂应具有合理的经济性

在保证钎剂具有一系列使用性能的基础上，钎剂应易得到或易购买，并且有较低的价格。

事实上，实用的钎剂并不总能全面满足上述的性能要求，特别是在去膜能力和腐蚀作用两种性能之间往往存在难以克服的矛盾，通常在满足去膜能力要求的前提下，依靠工艺措施来防止其腐蚀作用。

1-163　通常情况下，钎剂是由哪几部分组分组成的？

采用何种物质作钎剂的组分，主要取决于所要清除的氧化膜的物理化学性质。早期的钎剂常是单一组分的物质（如硼砂或松香等），而现代的钎剂已发展成多组分的复杂系统。从每个组分的作用来看，复杂成分的钎剂主要由基体组分、去膜组分和活性组分组成。应该指出，组成钎剂的组分在钎剂中所起的作用往往不是单一的，而是共同起着上述三方面的作用，因此只能按其主要作用加以划分。另外，电子工业所用的软钎剂中，除上述三类组分外，在不影响钎剂主要性能的情况下，有时还添加一些起特殊作用的组分，如阻燃剂、缓蚀剂和消光剂等，但它们一般不影响钎焊过程中的主要作用。

1-164　常用的有机软钎剂有哪些？有何用途？

常用有机软钎剂见表1-17。这类钎剂主要包括水溶性有机软钎剂和松香类有机软钎剂两种。与无机软钎剂相比，其特点是化学活性较弱，热稳定性尚好，对母材的腐蚀作用小。在电子工业中广泛用于钎焊铜及铜合金、金、银、镉，其中活性松香钎剂还可用于钎焊镍、钢及不锈钢等。

水溶性有机软钎剂的组成可以是有机酸、有机胺盐、有机胺和醇类。其中，有机酸和有机胺盐是最常用的物质，并有较强的去氧化物的能力，但残渣也有一定的腐蚀性，属于弱腐蚀性钎剂，钎焊后还应清除钎剂的残渣。

松香类有机软钎剂是最常用的有机软钎剂，按其组成可分为普通松香钎剂和活性松香钎剂。普通松香钎剂是以松香粉末或以松香的酒精、松节油溶液形式使用的钎剂。活性松香钎剂是在松香中通过添加活性物质而构成的钎剂，添加的活性物质可以是无机盐、也可以是有机酸或有机胺盐。

普通松香钎剂钎焊后的钎剂残渣无腐蚀性，电绝缘性好，但钎焊温度不能超过300℃，否则松香将碳化而丧失去膜能力。活性松香钎剂比普通松香钎剂的活性大，去除氧化膜能力强，但钎剂残渣有轻微的腐蚀性，钎焊后应予清除。

1-165　简单介绍钎剂的各组成及其作用？

钎剂主要由以下三部分组成：基体组分、去膜组分、活性组分。

（1）基体组分

不同类型的钎剂，具有不同的基体组分。硬钎剂的基体组分多采用热稳定的金属盐或金属盐系统，如硼化物、碱金属或碱土金属的氯化物。软钎剂的基体组分则采用高沸点的有机物。

钎剂中基体组分的作用是：使钎剂具有需要的熔点，起到溶解钎剂中其他组分的作用；铺展时形成致密的液膜覆盖母材和钎料表面，防止空气的氧化作用。

（2）去膜组分

钎剂中的去膜组分通常采用碱金属或碱土金属的氟化物。但各种氟化物对不同的金属氧化物的溶解能力是不同的，因此应根据需要清除氧化膜的性质来选用。例如，用于不锈钢和耐热合金的硬钎剂常选用氟化钙和氟化钾作为去膜组分，而铝用硬钎剂中则选用氟化钠或氟化锂作为去膜组分。

钎剂中去膜组分的作用是能起到溶解母材和钎料表面氧化膜。钎剂中作为去膜组分的氟化物的添加量应通过试验确定，一般不宜太多，否则会提高钎剂的熔点，降低钎剂的流动性，从而影响钎剂的性能。

（3）活性组分

由于钎剂中去膜组分的添加量受到限制，有时氧化膜的溶解相当缓慢，以至不能完全去除氧化膜。这种情况下必须添加活性组分以加速氧化膜的清除并改善钎料的铺展性能。

钎剂中活性组分的作用是：常用的活性组分有重金属卤化物和氧化物，前者能与一些母材作用，从而破坏氧化膜与母材的结合，并在母材表面析出薄层纯金属，促进钎料的铺展；而后者能与氧化物形成低熔点的铬合物，加速氧化膜的清除。

1-166　钎剂的熔点可以高于钎料的熔点吗？

如果钎剂的熔点高于钎料的熔点，那么，在加热到钎料的熔点时，钎料即开始熔化，但此时钎剂还没有熔化，更谈不上去除氧化膜，钎料也就不能润湿和铺展，待钎剂熔化时，钎料已不知去向，所以钎剂的熔点一定要低于钎料的熔点，以便钎料在熔化前由熔化钎剂覆盖保护，但两者熔点不能相差过大，这样才能保证钎剂在钎料熔化之前有效地发挥作用，去除钎缝间隙和钎料表面的氧化膜，为钎料的润湿铺展准备条件。为了防止钎剂的蒸发，钎剂的沸点应比钎焊温度高。

1-167　钎剂与钎料的密度哪一个大？

钎剂及其与母材作用产物的密度若大于液态钎料的密度，那么，钎料将不能润湿母材，因为由于液态钎料的密度小，将覆着在钎剂与母材作用产物的表面，钎料与母材不能直接接触，因而不能润湿母材，也就不能形成牢固的连接。所以，只有钎剂及其作用产物的密度低于液态钎料的密度，这样钎剂才能均匀地呈薄层覆盖在钎料和母材的表面，有效地隔绝空气，起到保护作用。

1-168　钎剂是如何进行分类的？

从不同角度出发，可将钎剂分为多种类型。例如，按使用温度不同分为软钎剂和硬钎剂；按用途不同分为普通钎剂和专用钎剂。此外，考虑到作用状态的特征不同，还可分出一类气体钎剂。这里将根据实际情况，将钎剂分为软钎剂、硬钎剂、专用钎剂和气体钎剂等类别。

①软钎剂。软钎剂指的是在450℃以下钎焊用的钎剂。

②硬钎剂。硬钎剂指的是在450℃以上钎焊用的焊剂。

③专用钎剂。专用钎剂是为那些氧化膜难于去除的金属材料进行钎焊而专门设计的钎剂。

④气体钎剂。气体钎剂是一种特殊类型的钎剂，按钎焊方法可分为炉中钎焊用气体钎剂和火焰钎焊用气体钎剂两类。

1-169　常用的硬钎剂有哪些？有何用途？

常用硬钎剂见表1-18。这类钎剂主要是以硼砂、硼酸及它们的混合物为基体，以某些碱土金属的氧化物、氟硼酸盐等为添加剂，具有合适的活性温度范围和去除氧化物能力的高熔点钎剂。可用于钎焊碳钢、铸铁、不锈钢、硬质合金、高温合金、铜及铜合金等多种金属材料。但此类钎剂的残渣具有不同程度的腐蚀性，钎焊后应清除。

硼砂和硼酸的混合物是应用很广的硬钎剂，但其去膜能力不强，不能去除铬、硅、铝、钛等金属的氧化物，而且钎剂的活性温度高（800℃以上）钎剂残渣难于去除，因此只能配合一些高熔点钎料（如铜基钎料）来使用，不能钎焊含铬、硅、铝、钛较多的合金钢、不锈钢和高温合金。

为了降低硼砂-硼酸钎剂的活性温度，改善其润湿能力和提高去除氧化物的能力，常在硼化物中加入一些碱金属和碱土金属的氟化物。加入氟化钙（如201），可提高钎剂的去氧化物的能力，使钎剂可用于钎焊不锈钢和高温合金；加入氟化钾（如QJ104），不仅提高了钎剂的去膜能力，而且能够降低钎剂的熔点，提高钎剂的去膜能力。此外，由于氟硼酸钾熔点低，去除氧化物能力强，也可作为钎剂主体使用（如QJ103）。

应该注意的是，含氟最高的钎剂在熔化状态下能与母材强烈作用，引起腐蚀，并可能在钎缝中形成气孔，同时产生大量的含氟气体，危害人体健康。特别是含大量氟硼酸钾的钎剂，温度高于750℃时迅速分解，析出有毒的三氟化硼气体。因此，应在低于750℃、通风良好的条件下使用。此外，由于加热分解，它们也不适用于加热速度缓慢的炉中钎焊。

1-170　钎焊时，万能通用的钎剂存在吗？

在使用钎剂的钎焊过程中，钎剂是保证钎焊过程顺利进行和获得牢固钎焊接头的必要条件。某种材料能否被钎焊牢固，往往取决于能否选择到合适的钎剂。对所有的钎焊过程都适用的钎剂是不存在的，不同组分的钎剂都有其最适宜的钎焊条件及应用范围。因此选择钎剂时，一定要从具体应用出发。

1-171　什么是基体组分，它起什么作用？

不同类型的钎剂，具有不同的基体组分。硬钎剂的基体组分多采用热稳定性较好的金属盐或金属盐系统，如QJ101中的氟硼酸钾（KBF40），QJ102中的氟化钾（KF）。软钎剂的基体组分则采用高沸点的有机物。

钎剂中基体组分的作用是：使钎剂具有需要的熔点；起到溶解钎剂中其他组分的作用；铺展时形成致密的液膜，覆盖母材和钎料表面，防止空气的氧化作用。

1-172　什么是钎剂？钎剂去膜主要通过哪几种方式？

钎剂是在空气中或保护气氛下钎焊时，用于保护待焊零部件和钎料表面免于氧化，对待焊部位已经存在的氧化膜具有有效去除作用，同时改善钎料对基体材料表面润湿能力的物质。

钎剂的去膜作用主要是通过反应去膜和溶解去膜实现的。反应去膜是指熔融状态的钎剂能够与氧化膜发生化学反应，改变氧化膜的性质，使其消失或破坏其完整性，从而达到去膜目的。溶解去膜是钎剂在熔融状态下能够将基体及钎料表面的氧化膜溶解于熔融钎剂之中，或者通过溶解作用使氧化膜破裂，裸露出基体表面，从而达到去除氧化膜的目的。

1-173　什么是活性组分，它起什么作用？

由于钎剂中去膜组分的添加量受到限制，有时氧化膜的溶解相当缓慢，以致不能完全去除氧化膜。在这种情况下必须添加活性组分以加速氧化膜的清除并改善钎料的铺展，如QJ101中的氟硼酸钾（KBF4），QJ102中的氟化钾（KF）和氟硼酸钾（KBF4）。

常用的活性组分有重金属卤化物（如氯化锌等）和氧化物（如硼酐等），前者能与一些母材作用，从而破坏氧化膜与母材的结合，并在母材表面析出薄层纯金属，促进钎料的铺展；后者能与氧化物形成低熔点的络合物，加速氧化物的清除。

1-174　母材和钎料对钎剂的选择有影响吗？

母材及钎料的种类是选择钎剂时首先应当考虑的因素。例如，用锡铅钎料钎焊铜时，可用活性较小的松香钎剂（有机软钎剂），钎焊钢时可用活性较强的氯化锌水溶液（无机软钎剂），钎焊不锈钢时可选用活性很强的氯化锌盐酸溶液（无机软钎剂）。又如，用黄铜钎料钎焊普通铜及铜合金时多采用脱水硼砂（硬钎剂），有时还附加硼酸，而在钎焊不锈钢时使用硼砂和硼酸的钎剂就感到活性不够，必须在钎剂中加入氟化物及其他盐（硬钎剂）。在钎焊铝及铝合金时，由于氧化膜稳定性好，因此必须选用铝钎焊专用钎剂。

1-175　钎焊过程中，常规钎剂的选用应考虑哪几个方面？

如果获得满意的接头，必须认真地选择钎剂。常规钎剂的选用应考虑如下几个方面。

（1）基体材料

钎剂的选择首先要考虑与被焊基体材料的匹配。通常基体材料是同种材料，有时也需要进行异种材料的钎焊，而钎剂只能选择一种。因此，此时选择钎剂首先要考虑钎剂对基体材料（同种或异种材料）的作用过程、去膜和保护效果。当然钎剂的选择并非唯一的，一种钎剂通常可以用于多种基体材料的钎焊，同样，同种基体材料也可以选用多种钎剂。

（2）钎料

钎剂的选择还要考虑与已经选用的钎料匹配。因为钎剂主要是为钎料的润湿、铺展和填缝服务，要想钎料能够有效地填充钎缝间隙，形成理想的接头，必须使用钎剂的活性温度区间与钎料的熔化温度以及钎焊温度很好地匹配，充分发挥钎剂的去膜作用。

（3）钎焊方法

钎剂的选择要考虑钎焊方法的影响，任何一种钎剂只适用一种或几种钎焊方法，不能使用所有钎焊方法。因此要根据采用的钎焊方法选择合适的钎剂，同时还要考虑钎剂的使用形式。

（4）钎焊工艺

钎焊工艺决定钎料，要实现选定钎焊工艺下的钎焊，需选用合理的钎剂，即钎剂的熔化温度、活性温度、理化性能要在该钎焊工艺条件下达到最理想的状态。

（5）对钎焊接头的技术要求

当钎焊接头有特殊的技术要求时，如钎着率的要求、强度要求、钎焊后清洗或不清洗等，都对钎剂提出了特殊要求，需要根据实际情况对钎剂进行选择使用。

（6）其他方面

有些钎剂考虑到储存运输、安全、生产使用的方便，还添加一些其他的助剂，如增稠剂、增黏剂等。

1-176　钎剂与钎焊方法有什么联系？

不同的钎焊方法对钎剂提出了不同的要求。如用于电阻钎焊时，钎剂应具有一定的导电性；用于浸渍钎焊时，钎剂应去除水分，以避免沸腾或爆沸。又如感应钎焊的钎焊时间短，加热速度快，要求钎剂的反应要快，活性要大；而炉中钎焊的时间长，加热速度慢，要求钎剂的活性弱一些，但热稳定要好。

1-177　钎剂温度的选择与钎焊温度有关吗？

钎焊温度是由母材和钎料决定的，选择钎剂时要使其熔化温度与钎焊温度相适应。钎剂的熔点应低于钎料的熔点，以使钎料在熔化前便由熔化的钎剂所覆盖，并为钎料的润湿铺展准备条件。为了防止钎剂的蒸发，钎剂的沸点应比钎焊温度高。钎剂的最低活性温度不能比钎料的熔化温度低太多，否则氧化膜去除过早，随后还会生成，而钎剂已消耗完，这点对于钎焊时间长，加热速度缓慢的钎焊过程尤为重要。

1-178　钎缝形状与钎剂的选择有关吗？

对于钎缝形状复杂的钎焊接头，由于钎焊后钎剂及其残渣不容易去除，因此应选择腐蚀性小且易去除的钎剂。同时，在用钎剂的钎焊生产中，钎缝的间隙应适当增大一点，因为钎料在润湿母材的过程中要排除钎剂与母材表面氧化膜的作用。

1-179　简述无机软钎剂的组成、特点及其作用？

这类钎剂主要由无机盐或无机酸组成，其特点是化学活性强，热稳定性好，能有效去除母材表面的氧化物，促进液态钎料对母材的润湿。可用于包括不锈钢、耐热钢、镍基合金和有色金属等多种材料的钎焊。但这类钎剂残渣对钎焊接头具有强烈的腐蚀性，钎焊后的残留物必须清除干净。

1-180　有机软钎剂的组成、特点及其作用有哪些？

这类钎剂主要包括水溶性有机软钎剂和松香类有机软钎剂两种，与无机软钎剂相比，其特点是化学活性较弱，热稳定性尚好，对母材的腐蚀性小。在电子工业上广泛用于钎焊铜及铜合金、金、银、镉等金属，其中活性松香钎剂还可用于钎焊镍、钢及不锈钢等。

1-181　硬钎剂的组成、特点及其用途有哪些？

这类钎剂主要是以硼砂、硼酸及它们的混合物为基体，以某些碱金属或碱土金属的氟化物、氟硼酸盐等为添加剂，具有合适的活性温度范围和去氧化物能力的高熔点钎剂，可用于钎焊碳钢、铸铁、不锈钢、硬质合金、高温合金、铜及铜合金等多种金属材料。但此类钎剂的残渣具有不同程度的腐蚀性，钎焊后应予清除。

1-182　QJ101钎剂中的组分有哪些作用？

针对银基钎料钎焊铜及铜合金时的特点，结合硬钎剂中常用组分的作用，简述一下硬钎剂QJ101（硼酸30，氟硼酸钾70）的特点。其中各成分的主要作用如下。

①硼酸（H3BO3）。硼酸是钎剂中的一种主要成分，常以水合物的形式使用，是白色结晶状粉末，其熔点约为580℃，加热煅烧至300℃以上，失水成为硼酐。硼酸在钎剂中起到两个作用：一是钎焊时分解为硼酐，能与金属氧化物形成易溶的硼酸盐，起到清除氧化物的作用；二是硼酸具有使钎焊后的玻璃状残渣容易去除的性能。

②四氟化硼钾（KBF4）。四氟化硼钾是熔点约为530℃的白色结晶，在熔融状态下流动性好，并具有较高溶解金属氧化物的能力，熔化后分解为KF和BF3。当温度高于750℃时，KBF4能迅速分解。除氧化膜的能力BF3比KF更强，由于BF3是一种有毒气体，所以尽可能要求温度低于750℃条件下使用含KBF4的钎剂。

1-183　QJ102钎剂中的组分有哪些作用？

QJ102也是在冰箱和空调器钎焊生产中常用的固态粉状银钎剂，其中各组分作用如下。

①硼酐（B2O3）。硼酐是硼酸的脱水物，也可以是硼砂（Na2B4O7）经高温煅烧后的产物，具有很强的酸性，在900℃以上可以与铜、锌、铁等金属的氧化物形成硼酸盐，达到去除氧化物的目的。

②氟化钾（KF）。氟化钾是熔点约为880℃的白色晶体，氟化钾加入硼酸或硼酸盐中，能降低钎剂熔点，提高钎剂的活性和改善钎剂的流动性，从而使钎剂易于从接缝中排出，改善钎料的毛细作用。

③四氟化硼钾。四氟化硼钾是熔点约为530℃的白色结晶，在熔融状态下流动性好，并具有较高溶解金属氧化物的能力，熔化后分解为KF和BF3。当温度高于750℃时，KBF4能迅速分解。除氧化膜的能力BF3比KF更强，由于BF3是一种有毒气体，所以尽可能要求温度低于750℃条件下使用含KBF4的钎剂。

1-184　QJ102和QJ101哪一个更适宜于冰箱和空调器行业？

在冰箱和空调器的钎焊生产中常用的固态粉末状银钎剂为QJ102和QJ101两种。应该注意的是，含氟量高的钎剂在熔化状态下能与母材强烈作用，引起腐蚀，并可能在钎缝中形成气孔，同时产生大量的含氟气体，危害人体健康。特别是含大量氟硼酸钾的钎剂，温度高于750℃时会迅速分解，析出有毒的三氟化硼气体。因此应在低于750℃，通风良好的条件下使用。此外，由于加热分解，它们也不适用于加热速度缓慢的炉中钎焊。基于以上原因，在冰箱和空调器钎焊生产中，选用钎剂QJ102比钎剂QJ101更适宜。

1-185　怎样改善硼砂-硼酸钎剂？

硼砂和硼酐的混合物是常用的钎剂，其残留物无腐蚀性，但其活性温度高于800℃，且钎焊残留物呈玻璃状硬壳，很难去除，不利于钎缝的气密性检查，因此在冰箱和空调器的钎焊生产中是不采用这种钎剂的。为了降低硼砂-硼酸钎剂的活性温度，改善其润湿能力和提高去除氧化物的能力，常在硼化物中加入一些碱金属和碱土金属的氟化物。如加入氟化钙，可提高钎剂的去氧化物能力，使钎剂适用于钎焊不锈钢和高温合金；加入氟化钾，不仅提高了钎剂的去膜能力，而且能够降低钎剂的熔点和表面张力；加入氟硼酸钾，能进一步降低钎剂的熔点，提高钎剂的去膜能力。此外，由于氟硼酸钾熔点低，去氧化物能力强，也可以作为钎剂的主体作用。

1-186　怎样合理地使用钎剂？

钎焊时大多数都采用常温下是固态，经加热后会熔化的粉末状钎剂。在冰箱和空调器的钎焊生产中，把钎剂施加到接头上去的主要方法有三种。

①用钎料随时蘸取填加到接头区。

②预先调成糊状，随时用钎料丝端部蘸取填加到接头区。

③焊前调成糊状，预先刷到钎料丝上。

1-187　钎剂的选择需考虑哪些因素？

钎剂的选择需考虑下列因素。

（1）母材和钎料的考虑

母材及钎料的种类是选择钎剂首先应当考虑的因素。例如：用锡铅钎料钎焊铜时，可用活性较小的松香钎剂（有机软钎剂），钎焊钢时可用活性较强的氯化锌水溶液（无机软钎剂），钎焊不锈钢时可选用活性很强的氯化锌盐酸溶液（无机软钎剂）。又如：用黄铜钎料钎焊普通铜及铜合金时多采用脱水硼砂（硬钎剂），有时还附加硼酸；而在钎焊不锈钢时使用硼砂和硼酸的钎剂就感到活性不够，必须在钎剂中加入氟化物及其他盐（硬钎剂）。在钎焊铝及铝合金时，由于氧化膜稳定性大，因此必须选用铝钎焊专用钎剂。

（2）钎焊方法的考虑

不同的钎焊方法对钎剂提出了不同的要求。如用电阻钎焊时，钎剂应具有一定的导电性；用浸渍钎焊时，钎剂应去除水分，以免沸腾和爆炸。又如感应钎焊的钎焊时间短，加热速度快，要求钎剂的反应要快，活性要大；而炉中钎焊的钎焊时间长，加热速度慢，要求钎剂的活性可小一些，但热稳定性要好。

（3）钎焊温度的考虑

钎焊温度是由母材和钎料决定的，选择钎剂时，要使其熔化温度与钎焊温度相适应。钎剂的熔点应低于钎料的熔点，以使钎料在熔化前便由熔化的钎剂所覆盖，并为钎料的润湿准备条件；为了防止钎剂的蒸发，钎剂的沸点应比钎焊温度高；钎剂的最低活性温度不能比钎料的熔化温度低得太多，否则氧化膜去除过早，随后还会重新生成，而钎剂已消耗完，这点对于钎焊时间长，加热速度缓慢的钎焊过程尤为重要。

（4）钎缝形状的考虑

对于钎缝形状复杂的钎焊接头，由于钎焊后钎剂及其残渣不容易完全去除，因此应选择腐蚀性小且易去除的钎剂。

1-188　用钎料丝蘸取钎剂的方法有什么特点？

在钎焊过程中，随时用火焰把钎料丝端部加热，随后蘸取粉末状钎剂并添加到接头区域。这种方法的主要优点是灵活性好，不必预先调成糊状，而且不会先期失效。其缺点是每次蘸取钎剂的量不均匀，且粉剂在潮湿季节易结块，但仍然可以满足需要。

1-189　钎料丝蘸取糊状钎剂的添加方法有什么特点？

预先用水或酒精把粉末状钎剂调成没有大颗粒的、黏度较稠的糊状物。在钎焊过程中，用钎料丝端部随时蘸取糊状钎剂并添加到接头区。这种方法的优点是钎剂不存在结块问题，也不会先期失效。其缺点是操作者要经常注意钎剂在整个使用过程中应保持糊状，如果干燥了，应再加水调均匀，每次蘸取钎剂的量不均匀也是它的缺点。

1-190　在钎焊过程中，不用钎剂对润湿有何影响？

钎焊时，是否使用钎剂对润湿性是有影响的，因为金属的表面总是存在氧化物，在有氧化物的表面上，液态钎料往往凝聚成球状，不与金属发生润湿。而钎剂恰恰可以清除钎料和母材表面氧化膜，使钎料可以与母材表面的纯金属直接接触，促进钎料的润湿，所以，在钎焊过程中，必须清除钎料和母材表面的氧化物，以改善润湿性。

1-191　为了有效地使用钎剂，操作中应遵守哪些规定？

钎剂必须施加到要钎焊的接头区，熔化成液态钎剂时，仍应保留在接头区。不准直接用火焰烧熔钎剂，因为这样会导致钎剂很快先期失效，应该利用被钎焊焊件的热量间接熔化钎剂。添加钎剂的量要适中，过多或过少都是不利的。

1-192　在生产中，钎剂添加的太多会产生什么问题？

在钎焊时，钎剂添加量的多少是一个实际问题，添加太多或太少都是不适合的，只要能保证钎料充分漫流，填缝均匀，就不必再添加过多的钎剂。否则会带来如下两个缺点：多余钎剂有流入管路内的可能，一旦产生这种现象，会对制冷系统产生腐蚀，这也是引起慢性泄漏的一个原因；多余钎剂流布到接缝以外的管材表面，不仅浪费钎料，同时因残留钎剂过多，如清理不净，会在接头处产生腐蚀生成绿色铜锈，不仅使外观变差，而且还会产生慢性泄漏。

1-193　钎剂添加的太少会产生什么问题呢？

钎剂添加的太少又会产生什么问题呢？液态钎剂可以溶解生成氧化物，若钎剂量太少，钎剂会很快被氧化物饱和（即被消耗殆尽了），钎剂不再具有活性，无法使钎料顺利地润湿、铺展并形成优质钎缝，同时所形成的被氧化物饱和的钎剂残留物是很难去除的。

1-194　纯铜钎焊时，不加钎剂可以吗？

钎焊纯铜时，如果采用Ag-Cu-Zn系钎料，则需要添加钎剂，如FB102钎剂等。但是如果选用Cu-P（Ag）系钎料，如常用的2B、5B钎料，则可不需要加钎剂，这是由于2B和5B中的P和CU3P能还原纯铜表面的氧化铜，所得到的还原产物又可以与氧化铜形成液态的复合氧化物并覆盖母材表面进一步氧化。但钎焊铜合金时，因为磷不能充分还原合金元素所形成的氧化物，这时为获得优质钎缝，则需要使用钎剂。

1-195　黄铜钎焊时，不加钎剂可以吗？

黄铜表面不仅含有铜的氧化物，还含有锌的氧化物，而钎料中的磷对锌的氧化物起不到钎剂作用，所以用铜磷和铜磷银钎料钎焊黄铜时必须使用钎剂。另外黄铜炉中钎焊时，为了防止锌的挥发，钎焊前黄铜表面最好镀铜或镍。

1-196　铝用钎剂如何分类？

铝用钎剂通常分为铝用软钎剂和铝用硬钎剂两大类，其中铝用软钎剂按其去除氧化膜的方式分为有机钎剂和反应钎剂；铝用硬钎剂按其组成可分为氯化物基硬钎剂和氟化物硬钎剂两种。

但需要注意的是，铝用有机钎剂和铝用反应钎剂在钎焊时都会产生大量白色有刺激性和腐蚀性的浓烟，使用时应注意通风。

1-197　铝及铝合金用的有机钎剂有什么特点？

钎焊铝及铝合金用的有机钎剂的基体组分为有机物三乙醇胺，去膜组分为氟硼酸或氟硼酸胺，活性组分为重金属的氟硼酸盐。其特点是活性小，热稳定性差，因为温度高于275℃时三乙醇胺极易迅速碳化，使钎剂丧失活性，所以钎焊时应避免温度超过275℃。但是这种钎剂腐蚀性小，且残渣易于用水去除。采用这种类型的钎剂，可在180～275℃温度范围内钎焊铝及铝合金，但难以获得致密牢固的钎焊接头。

1-198　铝及铝合金用的反应钎剂有什么特点？

钎焊铝及铝合金用的反应钎剂主要组分通常含锌、锡等重金属氯化物，为了改善润湿性和降低熔点，一般还含有氯化铵或溴化铵等，为了增加钎剂的活性，添加了少量的钾、钠、锂的氟化物。钎焊使用时，钎焊温度应高于钎剂的反应温度，否则尽管钎剂已熔化，但仍不能使钎料润湿母材。与铝用有机钎剂相比，这种钎剂活性大，去膜能力强，但腐蚀性也高，焊后必须清除干净。该钎剂一般以粉末或溶于有机溶剂（如乙醇等）中使用，但不能以水溶液形式使用，同时应密封保存，以防受潮失效。

1-199　常用铝用软钎剂的组分和特性如何？

常用铝用软钎剂的组分和特性见表1-19。

1-200　常用铝用硬钎剂的组分和特性如何？

铝用硬钎剂按其组成分为氯化物基硬钎剂和氟化物基硬钎剂两类，常用铝用硬钎剂的组分和用途见表1-20。

氯化物基铝用硬钎剂的基体组分为碱金属或碱土金属的氯化物的低熔点混合物，去膜组分为氟化物，活性组分为易熔重金属的氯化物。其特点是去氧化物能力强，流动性好，但对母材的腐蚀性大，钎焊后必须彻底清除钎剂残渣。

氟化物基铝用硬钎剂是由氟化钾与氟化铝组成的共晶型钎料（牌号QF），是一种新型的氟化物基铝用硬钎剂。该钎剂流动性好，去膜能力强，无腐蚀作用，可以粉末状、块状或膏状形式使用。但其熔点高、热稳定性差，只能配合铝硅钎料使用，并应注意控制钎焊温度和加热速度。

需要注意的是：当以不同的钎焊方法钎焊铝及铝合金时，必须根据这些方法各自的工艺特点，选用不同的钎剂，以便能使钎剂发挥应有的作用，并尽量减小对母材的熔蚀。

1-201　什么是气体钎剂？

气体钎剂是一些活性较强的气体，或是由固、液态物质在钎焊时分解成的活性气体，或是由沸点较低的共沸混合物在常温下挥发成的活性气体，在钎焊时能起到钎剂的作用。常用的气体钎剂见表1-21。

这类钎剂的最大优点是钎焊后没有钎剂残渣，钎焊后的接头不需清洗。但这类钎剂及其反应物大都具有一定的毒性，使用时应采取相应的安全措施。

1-202　气体钎剂与气体介质一样吗？

在火焰钎焊中，气体钎剂是通过一定的装置混合在燃烧气体中，如：火焰钎焊用气体钎剂，可采用硼有机化合物的蒸气作为气体钎剂，如硼酸三甲酯蒸气等。该蒸气通过燃气供给，并在火焰中与氧气反应生成硼酐，从而起到钎剂作用，可在高于900℃的温度钎焊碳钢、铜及铜合金等。而气体介质则是保护气氛，在火焰钎焊时，借助它保护钎焊接头，是一种无钎剂的钎焊，钎焊时使用的气体介质主要包括中性气体、活性气体和真空三大类别。

1-203　钎焊时使用的气体介质主要包括哪些？

钎焊采用钎剂去膜带来清洗残渣的困难，而且在少数情况下由于各种原因不能完全清除干净，往往造成接头的腐蚀破坏。因此借助气体介质去膜的无钎剂钎焊方法已得到很大的发展。从气体本身的性质来看，钎焊时使用的气体介质主要包括中性气体、活性气体和真空三大类别，其中常用的气体介质见表1-22。至于选用何种气体介质，则要根据待钎焊的母材的性质、钎焊成本及对钎焊接头的质量要求而定。

1-204　炉中钎焊用气体钎剂有什么特点？

在炉中可用作钎剂的气体主要是气态的无机卤化物，包括氯化氢、氟化氢、三氟化硼、三氯化硼和三氯化磷等气体。

氯化氢和氟化氢对母材有强烈的腐蚀性，一般不单独使用，通常只在惰性气体保护钎焊中添加少量来提高去膜能力。

三氟化硼是最常用的炉中钎焊用气体钎剂，其特点是对母材的腐蚀作用小，去膜能力强，能保证钎料有较好的润湿性，可用于钎焊不锈钢和耐热合金。但去膜后生成的产物熔点较高，只适合于高温（1050～1150℃）钎焊。三氯化硼可以由放在钎焊容器中的氮硼酸钾在800～900℃完全分解产生，并添加在惰性气体中使用，其体积分数控制在0.001％～0.1％的范围内。

三氯化硼和三氯化磷气体对氧化物具有更强的活性，且反应生成的产物熔点较低或易挥发，可在包括高温和中温的宽温度范围（300～1000℃）内进行碳钢及不锈钢、铜及铜合金、铝及铝合金的钎焊。该气体钎剂也可添加到惰性气体中使用，并使体积分数控制在0.001％～0.1％的范围内。

1-205　气体钎剂的主要工艺特点是什么？

气体钎剂主要有如下工艺特点。

①含有还原性（非氢）的气体钎剂的火焰，能还原已生成的氧化物，同时还能保护接头区在钎焊过程中不被氧化。

②接头具有优良的质量，由于无残留钎剂，钎焊后接头不需要任何附加的表面清理工作，外观更优美。

③不需要改变常规的钎焊方法，既不需要采用特殊的钎料，也不使用特殊钎炬。

④除铝及铝合金外，气体钎剂适用于钎焊绝大部分工程所用的黑色金属、有色金属和合金，具有较好的经济性和通用性。

⑤钎焊含锌的黄铜件和镀锌件更容易些。

1-206　火焰钎焊采用气体钎剂后，火焰颜色有什么变化？

由于加入了气体钎剂，火焰的颜色有所变化。对于中性火焰，其内焰呈青绿色，外焰呈黄绿色。对于氧化焰，火焰呈叶绿色。采用气体钎剂后火焰更加明亮，操作时必须戴上防护墨镜。

1-207　火焰钎焊用气体钎剂有什么特点？

火焰钎焊时，可采用硼有机化合物的蒸气作为气体钎剂，如硼酸钾酯蒸气等，该蒸气在燃气中供给，在火焰中与氧反应生成硼酐，从而起到钎剂作用，可在高于900℃的温度钎焊碳钢、铜及铜合金等。

1-208　采用气体钎剂来钎焊含锌件有优势吗？

进入火焰中的活性气体在火焰中与氧气发生反应，生成硼酐，所形成的硼酐与机体金属表面的氧化膜CuO和ZnO生成易溶的硼酸盐。在钎焊过程中，这些硼酸盐以液态薄膜形态覆盖在机体金属表面，能有效地防止金属的氧化，并能防止锌的蒸发。含气体钎剂的火焰可以保护镀锌层，使锌不易蒸发而保留在焊道上，这样接头在钎焊后，不需要另加防护措施仍具有耐腐蚀的能力。

1-209　采用气体钎剂后，钎焊温度和焊件间隙需改变吗？

由于硼酸三甲酯与氧的反应产物硼酐的活性温度较高（约800℃），所以要获得良好的钎焊效果，钎焊温度应高于800℃。另外，对于间隙很小、套接长度大的管接头，钎焊时含有的气体钎剂的火焰不易进入细而深的毛细间隙中，在此情况下要求整个毛细间隙中都能填满钎料是有困难的，此时应考虑修改设计，适当放大间隙和缩短套接长度，同时在添加钎料前应用火焰对准间隙喷烧一会儿为好。

1-210　硬钎焊用钎剂的型号是如何表示的？

根据JB/T 60445—1992《硬钎焊用钎剂》的规定，硬钎焊用钎剂型号表示方法如下：钎剂型号由硬钎焊用钎剂代号“FB”（英文FIux和Brazing的第一个大字母）和三组数字、代号组成。其中X1是根据钎剂的主要元素组分划分的四种种类代号，分别用“1、2、3、4”数字表示；X2为钎剂顺序号；X3是钎剂的形态，分别用大写字母S（粉末状、粒状）、P（膏状）、L（液态）表示。钎剂主要元素组分分类见表1-23。

例如：

1-211　软钎焊用钎剂的型号是如何表示的？

根据GB/T 15829.1—1995《软钎焊用钎剂分类、标记与包装》的规定，软钎焊用钎剂型号表示方法如下所述：软钎剂型号由代号“FS”（英文Flux和Soidering的第一个大写字母）加上表示钎剂分类的代码组合而成。

软钎焊用钎剂根据钎剂的主要组分分类并按表1-24进行编码。

例如磷酸活性无机膏状钎剂应编为3.2.1C，型号表示方法为FS321C；非卤化物活性液体松香钎剂应编为1.1.3A，型号表示方法为FS113A。

1-212　软钎剂中的无机软钎剂和有机软钎剂两者有何区别？

软钎剂根据主体成分的不同分为无机软钎剂和有机软钎剂两大类，通常情况下有机软钎剂活性较弱，去除氧化膜的能力也较弱，活性温度区间较窄，活性持续时间较短，但是其自身和残渣的腐蚀性较小，甚至可以不用清洗；无机软钎剂的活性大，去除氧化膜的能力强，活性温度区间宽，活性持续时间较长，但是其自身和残渣的腐蚀性很强，焊后必须及时清洗去除。

1-213　火焰钎焊所用焊剂按照美国焊接学会（AWS）标准该如何分类？

在火焰钎焊中使用的钎剂是氟化物-硼酸盐型，按照美国焊接学会的标准，分为以下几类。

①FB-3A钎剂。这类焊剂是用在钎焊黑色金属和有色金属的低温钎剂。

②FB-3C钎剂。这类焊剂使用在高铬不锈钢、碳化钨、碳化铬和钼合金。

③FB-3D钎剂。这类焊剂使用温度在870～1100℃。

④FB-3E钎剂。这类焊剂是液态钎剂，具有有限的活性，使用在贫气的炉中钎焊。

⑤FB-3F钎剂。这类焊剂为干燥的粉状钎剂，使用温度650～815℃。

⑥FB-3G钎剂。这类焊剂是糊状钎剂，类似于FB-3A钎剂。

⑦FB-3H钎剂。这类焊剂是糊状钎剂，类似于FB-3A钎剂。

⑧FB-4A钎剂。这类焊剂使用在钎焊铝青铜和其他含有少量铝和钛的合金。

FB-3A钎剂应用在没有特殊要求的大多数黑色和有色金属。不锈钢、硬质合金和其他更难熔的金属常常需要FB-3C钎剂，这两种类型钎剂按膏状或可喷射的形式使用，不同的钎剂可以与低温BAg、BCuP钎料和较高温度的RBCuZn钎料配套使用。