钎焊接头的组织和性能

    钎焊接头基本上由三个区域组成，如图14-2所示，母材上靠近界面的扩散区、钎缝界面区和钎缝中心区。扩散区组织是钎料组分向母材扩散形成的；界面区组织是母材向钎料溶解、冷却后形成的；钎缝中心区由于母材的溶解和钎料组分的扩散及结晶时的偏析，其组织已经不同于钎料的原始组织。

    图14-2    钎焊接头组织分区

   1-扩散区2-钎焊界面区3-钎缝中心区

    界面区组织主要有固溶体、金属间化合物、共晶合金等几种类型。

    元素之间在固态下相互溶解而形成的一种合金叫固溶体。当钎焊纯金属和单相合金时，若选用的钎料与母材同基的单相合金，钎缝就会出现交互结晶，形成固溶体。固溶体组织具有良好的强度和塑性，对钎焊接头有利，因此钎焊时希望获得固溶体型结合。

    金属间化合物是指镶嵌在金属晶格间的金属化合物。在钎缝中如果有金属间化合物出现，特别是在界面区出现连续层状化合物组织时，钎焊接头的性能将显著降低，接头强度比钎料本身强度要大大降低。

    为减轻和防止界面区产生化合物层，可在钎料中加入既不与母材、又不与钎料形成化合物的组分。如以锡铅料代替锡钎焊铜时，Cu6Sn5化合物层减薄；当ωSn达到70%以上时，界面区可不出现化合物层。

    在钎料中加入能同钎料形成化合物、但不同母材形成化合物的组分，也能使界面上化合物的生成速度显著降低。

    如果钎料与母材能形成共晶体，则钎缝界面区就可能出现共晶体组织，形成共晶体型结合。这种结合不仅在熔化温度、粘度、流动性等方面最适合，而且熔化温度和凝固点的范围很小，钎焊工艺性好。用铜磷、银铜、铝硅、锡铅等共晶组织的钎料钎焊时，或母材与钎料能够形成共晶体时，都可以在钎缝界面区形成共晶组织。