焊接的基本原理:在焊接学科中,锡焊属于软钎焊接的范畴
什么是软钎焊呢
将比母才(即被焊接的金属材料)熔点低的金属焊接材料熔化,使其与母材结合在一起的焊接称为钎焊,而采用的金属焊接材料的熔点在450℃以下的焊接则称为软焊接
锡焊是一门科学,从宏观上看,其原理非常简单,只不过是通过某种手段将固体加热溶化,再借助助焊剂的作用,使其流入被焊金属之间,待冷却后形成牢固可靠的焊接点
但究竟其微观机理,则是非常复杂
当采用锡铅系焊料焊接金属时,焊料先对金属表面产生润湿,伴随着润湿现象发生焊料逐渐向铜金属扩散,在焊料与铜金属的接触界面上生成合金属,使两者牢固结合起来,所以锡焊是通过润湿/扩散/冶金结合三个物理/化学过程来完成的
润湿:润湿过程是指已经溶化了的焊料借助毛细管力沿着母材金属表面细微的凹凸和结晶的间隙向四周侵流,从而在被焊母材表面形成一个附着层,时焊料与母材金属的原子相互接近,达到原子引力起作用的距离,我们称这个过程为溶融焊料对母材表面的润湿
这一过程是形成良好焊点的先决条件
那么怎么来判别焊料对被焊母材是否润湿呢
一般用附着在母材表面的焊料与母材的接触角Q来判别,如图1所示:Q角是指沿焊料附着层边缘所作的切线与母材表面的夹角,当润湿角Q﹤90°时,表示已润湿,当Q≥90°时,表示未润湿
Q=0°完全润湿0°<Q<90°已润湿90°<Q<180°未润湿Q=180°完全不润湿在日常生活中,我们也能观察到润湿现象,如雨水落在荷叶上,即结成圆子珠状在荷叶上滚动,而不能附着在荷叶表面,我们称这种现象为水不能润湿荷叶;反之,雨水落在棉衣上,很快就能吸入纤维中,我们称这种现象为水润湿
当然,熔融焊锡润湿母材表面是有条件的,既被焊母材的表面必须是清洁的只有这样焊料与母材原子才能相互接近,达到原子引力起作用的距离,当母材表面有氧化物时润湿就不正常进行了
2.扩散:伴随着润湿的进行