波峰焊接基础技术理论之三(虚焊)

波峰焊接基础技术理论之三 虚焊现象的发生及其预防 1 虚焊现象及其判据 1.1 虚焊现象 现象1： 表面不润湿，焊点表面呈粗糙的形状、光泽性差、润湿性不好(润湿角θ ＞900)，如图 1 所示。此时钎料和基体金属界面之间为一层不可焊的薄膜所阻档，界面层上未能发生所期望的冶金反应(形成适当厚度的合金层Cu6Sn5+ Cu3Sn )。 这是一种显形的虚焊现象，从外观上就能判断。 现象2： 表面润湿，但钎料和基体金属界面未发生冶金反应(未形成适当厚度的合金层 Cu6Sn5+Cu3Sn )，如图 2 所示。它是一种稳形的虚焊现象，外观不易判断，因而危害极大。 1.2 虚焊的判据 上面所表述的两种不同的虚焊现象，其共同特点都是结合界面未发生冶金反应，未形成合适厚度(1.5～3.5)μ m 的合金层。因此，接合界面上是否形成了合适厚度的铜锡合金层就构成了虚焊现象的唯一判据。此时若将焊点撕裂，就可发现钎料和基体金属之间相互成犬牙交错状的裂痕，即基体金属上有钎料残留物，钎料上也有基体金属的痕迹。相反，若将虚焊点撕裂时，在基体金属和钎料之间没有任何相互楔入的残留物，而是很清楚的相互分开，好似用浆糊粘往的一样。 2 虚焊的形成机理 2.1 软钎接过程中所发生的物理现象 2.2.1 软钎接接合的物理过程 通过软钎接，金属为什么会接合到一起并形成连接强度呢？以常用的锡-铅合金软钎料来说，它是通过软钎料润湿接合金属表面，利用扩散作用在界面产生合金层(金属间化合物)，从而结成一体。以波峰焊接为例，在合适的温度作用下， 焊点在软钎接过程中所发生的物理化学过程，按照发生的先后可描述如下： 2.2.2 润湿作用及Young 定理 2.2.2.1 润湿作用 软钎接过程中接合作用的第一步，是软钎料借助毛细管现象在接合金属表面上充分铺展开，这现象就叫做润湿。 为使熔融的软钎料润湿固体金属表面，必须具备一定的条件。其条件之一就是被焊金属表面必须是洁净的。 这样软钎料与被接合的基体金属的原子间距离才能接近到原子间力作用的程度。 2.2.2.2 润湿过程中的作用力 ⑴ 作用于原子间的力 在高温下具有粘性的二相同金属间，只要在高温下加上不大的压力，就可以使它们之间相互紧密贴合。软钎接时，因为软钎料处于熔融状态，在金属表面产生润湿，不需加外力，只要基体金属表面是洁净的，就能很容易地达到原子间力作用所需要的距离。 ⑵ 熔融金属的聚合力及附着力 润湿是物质所具有的聚合力的作用结果，而紧密贴合与表面张力有...