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CuP釬料在銅合金釬焊中的應(yīng)用

查看：1624 　發(fā)稿日期：2016-01-13 19:44:39

銅 - 磷合金在釬焊銅的時(shí)候表現(xiàn)出的自熔特征僅是這類合金家族的優(yōu)點(diǎn)之一。

銅 - 磷釬料合金主要用來焊接銅金屬，特別是制冷，空調(diào)銅管和電導(dǎo)體。盡管銅- 磷合金和銀- 銅- 磷合金最初是在1914 年在美國取得專利權(quán)的，但是至到第二次世界大戰(zhàn)后才得以廣泛應(yīng)用。在那個(gè)時(shí)期，新的制冷劑代替了氨并推動(dòng)了銅在日益增長的空調(diào)市場（包括家居，辦公室及其他工作場所）的大量使用；其實(shí)這要?dú)w功于Westinghouse 公司，因?yàn)樵诘诙问澜绱髴?zhàn)后其對銅- 磷系統(tǒng)的研究工作使空調(diào)制冷業(yè)得到快速發(fā)展。

磷在銅 - 磷合金中的作用？

降低銅的熔解溫度（溫度抑制劑）
在液態(tài)下增加銅的流動(dòng)性
和銅在一起的時(shí)候起到還原劑或是釬劑的作用
降低銅的延展性

磷在降低銅的熔解度上起到了很大的作用；銅轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的熔解度根據(jù)磷的含量不同而不同。當(dāng)加熱至熔解度時(shí)釬料合金完全變?yōu)橐簯B(tài)，而當(dāng)合金冷卻至此溫度下則完全轉(zhuǎn)為固態(tài)。磷在銅 - 磷合金中主要的副作用就是降低了銅的延展性。磷含量在8-8.5% 的時(shí)候，釬料合金在熱及冷卻的狀態(tài)下都難以成型，尤其是是冷成型。磷在較高含量下獲得的任何性能都會(huì)被其制造成本相抵消。

有說銀可以提高銅 - 磷合金的延展性，這其實(shí)是一誤解；銀在這個(gè)合金里扮演著與磷相似的角色。銀的加入降低了銅的熔解度但卻也減弱了其延展性；不過幸運(yùn)的是，銀對銅的延展性的影響不管從比率上還是程度上都遠(yuǎn)小于磷，因此利用銀具有降解溫度的特性，可以選擇與銅- 磷合金有相似熔解度的銀- 銅- 磷釬料，但后者卻含有較少的磷。實(shí)際上，含量較少的磷反而會(huì)使合金更具延展性，而非銀的加入所造成的。

同樣，銅 - 磷合金和銀- 銅- 磷合金的流動(dòng)性也遵循與延展性相似的特性。隨著磷含量的增加，液態(tài)合金的流動(dòng)性也相應(yīng)得到了增加。流動(dòng)的合金需要與之相配的毛細(xì)管作用空間以得到毛細(xì)吸引保持住其液體狀態(tài)。隨著銀的加入，磷的用量可以減少，但合金熔化時(shí)其流動(dòng)性較弱；因此磷含量較少的的高銀釬料可以填充較大的工件間隙并生成較大的接頭。根據(jù)美國焊接協(xié)會(huì)AWS 釬焊手冊第二章，建議對于銅- 磷家族合金，在接頭長度小于1.0 英寸時(shí)使用0.001-0.005 英寸的接頭間隙，而對于接頭長度大于1.0 英寸則選擇0.007-0.015 英寸的接頭間隙。

焊接銅與銅的時(shí)候，銅 - 磷合金呈現(xiàn)出的最大優(yōu)點(diǎn)就是其自熔性；但在焊接黃銅，青銅以及其他一些特殊場合比如銀，鎢，鉬的時(shí)候則需要借助釬劑。銅- 磷合金在連接銅與銅時(shí)所顯現(xiàn)出的自熔性來自于磷元素所持有的對氧的吸引力。如果用氧氣炬釬焊，磷會(huì)和氧氣在空氣及火焰中相混合。

磷在焊接中除了發(fā)生氧化反應(yīng)，也與工件表面相混合。不管是發(fā)生混合作用還是氧化反應(yīng)所造成的磷損失，都會(huì)導(dǎo)致剩余的液體在形成接頭時(shí)發(fā)生性能改變。大多數(shù)情況下，變化表現(xiàn)為液態(tài)更粘稠了，熔解度也升高了。對于銅 - 磷釬料合金的應(yīng)用，不管是絲狀，條狀或是預(yù)制，都必須注意減少任何磷元素氧化的可能性。磷含量任何微小的變化都會(huì)對液態(tài)金屬的流動(dòng)性能產(chǎn)生顯著的影響

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