钎焊及扩散焊技术与应用（王娟）

介绍近年来钎焊与扩散焊技术研究的新进展、新方法、新材料；总结各种材料的钎焊和扩散焊的工艺要点；随书附赠配套课件、视频等资源。

在焊接技术迅速发展的今天，钎焊与扩散焊是应用较为广泛的连接技术之一。随着航空航天、核能国防和电子信息等新技术的飞速发展，以及新材料、复杂结构以及多功能器件的开发，对钎焊与扩散焊连接技术提出了更高的要求。本书内容共分9章，系统阐述了钎焊与扩散焊的基本原理及方法，介绍了不同钎焊与扩散焊方法的特点及应用场合，总结了各种材料的钎焊与扩散焊工艺要点。书中汇总了焊接生产和科学研究中一些先进的技术成果和成功的实践经验，反映了近年来钎焊与扩散焊技术研究的新进展，特别是一些新方法、新型焊接用材料以及特种材料的钎焊及扩散焊工艺，力求突出科学性、先进性和新颖性。本书可作为高等学校材料成型及控制工程、材料加工（焊接方向）和焊接技术及相关专业的教材，也可供从事与材料开发和焊接技术相关的工程技术人员、科研院（所）和企事业单位的科研人员参考。

王娟，山东大学，教授，主持国家自然科学基金“Mo-Cu合金与不锈钢钎焊接头微观结构”的研究，作为主要完成人参与国家自然科学基金“Fe3Al复合材料的扩散焊接界面结构相关性研究”，承担山东省优秀中青年科研奖励基金“复合陶瓷与钢的扩散-钎焊”1项，负责哈尔滨现代焊接生产技术国家重点实验室开放课题“陶瓷复合材料的钎焊性研究”1项。通过这些课题的研究，对钎焊、扩散焊连接工艺、接头性能、界面结合理论等方面有了较为全面和深入的理解。发表论文80多篇，被SCI、EI收录50多篇，授权国家发明专利11项。曾获山东大学优秀博士学位论文和自然科学一等奖。

第1章概述 1
1.1钎焊的特点及分类 1
1.1.1钎焊的特点 1
1.1.2钎焊的分类 2
1.2扩散焊原理及分类 5
1.2.1扩散焊的原理 5
1.2.2扩散焊的分类 6
1.2.3扩散焊的特点 9
1.3钎焊及扩散焊的应用 11
1.3.1钎焊及扩散焊的应用领域 11
1.3.2钎焊技术的发展及应用 14
1.3.3扩散焊技术现状及应用 17
复习思考题 19

第2章钎焊原理及方法 20
2.1钎料的润湿与铺展 20
2.1.1钎料的润湿性 21
2.1.2钎料的毛细流动 21
2.1.3影响钎料润湿性的因素 23
2.2钎料与母材的相互作用 29
2.2.1母材向钎料的溶解 29
2.2.2钎料组分向母材的扩散 30
2.2.3钎缝的成分和组织 31
2.2.4钎缝的不致密性 35
2.3常用钎焊方法 37
2.3.1火焰钎焊 38
2.3.2感应钎焊 42
2.3.3真空炉中钎焊 48
2.3.4其他钎焊方法 52
复习思考题 61

第3章钎料与钎剂 62
3.1钎料的类型及特点 62
3.1.1对钎料的基本要求 62
3.1.2钎料的型号与牌号 63
3.1.3钎料的类型及化学成分 64
3.2钎料的特性及选用 75
3.2.1常用钎料的特性 75
3.2.2钎料的工艺性能 87
3.2.3钎料的选用原则 89
3.3钎剂 92
3.3.1钎剂的作用及组成 92
3.3.2钎剂的型号与牌号 94
3.3.3钎剂的类型及特性 95
3.3.4钎剂与钎料的搭配 103
复习思考题 105

第4章钎焊工艺 106
4.1钎焊接头设计 106
4.1.1钎焊接头的基本形式 106
4.1.2钎缝间隙的控制 109
4.1.3特殊钎焊接头的设计 112
4.2钎焊前准备 118
4.2.1表面清理及制备 118
4.2.2钎料用量及放置 123
4.2.3焊件的装配和定位 126
4.3钎焊工艺参数 130
4.3.1加热温度的选择 130
4.3.2保温时间的确定 131
4.3.3其他工艺参数 132
4.4钎焊后处理 136
4.4.1钎焊后热处理 136
4.4.2钎焊后清除 137
4.5钎焊缺陷及检测 138
4.5.1常见钎焊缺陷及防止 138
4.5.2钎焊缺陷检测方法 140
复习思考题 145

第5章扩散焊原理及工艺 146
5.1扩散焊原理及扩散机制 146
5.1.1扩散焊原理 146
5.1.2扩散焊的三个阶段 148
5.1.3扩散焊界面结合机制 150
5.1.4瞬间液相扩散焊原理 159
5.2扩散焊设备与工艺 163
5.2.1扩散焊设备的组成 163
5.2.2表面处理及中间层合金 165
5.2.3扩散焊工艺参数 170
5.2.4接头的质量检验 177
复习思考题 178

第6章有色金属的钎焊 179
6.1铝及其合金的钎焊 179
6.1.1铝及其合金的钎焊特点 179
6.1.2钎料与钎剂 182
6.1.3铝及其合金的钎焊工艺 185
6.2铜及其合金的钎焊 196
6.2.1铜合金的分类及钎焊特点 196
6.2.2钎料与钎剂 199
6.2.3铜及其合金的钎焊工艺 201
6.2.4铜与铝及其合金的钎焊 205
6.3钛及钛合金的钎焊 208
6.3.1钛合金的分类及性能 208
6.3.2钎焊特点及钎料 210
6.3.3钛合金的钎焊工艺 213
6.4镁及镁合金的钎焊 219
6.4.1镁及镁合金的钎焊特点 219
6.4.2钎料与钎剂 221
6.4.3镁及镁合金的钎焊工艺 225
复习思考题 226

第7章钢铁材料及高温合金的钎焊 227
7.1碳钢和低合金钢的钎焊 227
7.1.1碳钢和低合金钢的钎焊特点 227
7.1.2钎料和钎剂 228
7.1.3碳钢和低合金钢的钎焊工艺 229
7.2不锈钢的钎焊 231
7.2.1不锈钢的钎焊特点 231
7.2.2不锈钢的钎料、钎剂和保护气体 232
7.2.3不锈钢的钎焊工艺 238
7.3铸铁的钎焊 240
7.3.1铸铁的钎焊特点 240
7.3.2钎料和钎剂 241
7.3.3铸铁的钎焊工艺 242
7.4高温合金的钎焊 243
7.4.1高温合金的类型 243
7.4.2高温合金的钎焊特点 247
7.4.3高温合金钎焊用钎料 249
7.4.4高温合金的钎焊工艺 252
复习思考题 258

第8章异种材料的钎焊 259
8.1陶瓷与金属的钎焊 259
8.1.1陶瓷与金属的钎焊特点 260
8.1.2陶瓷与金属的钎焊方法 261
8.1.3钎料 264
8.1.4陶瓷与金属的钎焊工艺 266
8.2硬质合金与钢的钎焊 270
8.2.1硬质合金与钢的钎焊特点 270
8.2.2硬质合金用钎料与钎剂 270
8.2.3硬质合金与钢的钎焊工艺 274
8.3其他异种材料的钎焊 281
8.3.1石墨与金属的钎焊 281
8.3.2金刚石与金属的钎焊 284
8.3.3铜与铝的钎焊 289
8.3.4有色金属与钢的钎焊 293
复习思考题 299

第9章典型材料的扩散焊 300
9.1同种材料的扩散焊 300
9.1.1钛及钛合金的扩散焊 300
9.1.2高温合金的扩散焊 303
9.2异种材料的扩散焊 308
9.2.1金属间化合物异种材料的扩散焊 309
9.2.2陶瓷与金属的扩散焊 325
9.2.3有色金属异种材料的扩散焊 330
复习思考题 337

参考文献 338

在焊接技术迅速发展的今天，钎焊与扩散焊是应用较为广泛的连接技术之一，它们都属于固相焊。随着新型钎焊材料的不断开发以及钎焊与扩散焊设备的日益先进，钎焊与扩散焊技术以其独有的特点在有色金属、钢铁材料、难熔金属、异质材料及高硬度材料的构件焊接中获得了优质或与母材相匹配的高性能接头，并因此得到了广泛的应用。
随着航空航天、核能国防和电子信息等新技术的飞速发展，以及新材料、复杂结构、多功能器件的开发，对钎焊与扩散焊连接技术提出了更高的要求。钎料品种日益增多、性能涉及面更加广泛，与此同时，钎焊与扩散焊也面临着许多新的技术疑难和问题，如：如何提高接头的结合强度，如何减少接头不良反应产物的生成，如何增加接头结构的适应性……这些必将成为促进其进一步发展和应用，并在各行业领域发挥更大作用的巨大动力。
本书系统阐述了钎焊与扩散焊的基本原理，介绍了不同钎焊与扩散焊方法的特点及应用场合，总结了各种材料的钎焊与扩散焊工艺要点。全书注重科学性、先进性和新颖性，引用了焊接生产和科学研究中一些先进的技术成果和成功的实践经验，内容反映出近年来钎焊与扩散焊技术研究的新进展，特别是一些新方法、新型焊接用材料以及特种材料的钎焊及扩散焊工艺开
发等。
本书可供高等学校材料成型及控制工程、材料加工（焊接方向）和焊接技术及相关专业的师生使用，也可供从事与材料开发和焊接技术相关工作的工程技术人员、科研院（所）和企事业单位的科研人员参考。
参加本书撰写和提供信息的其他人员还有：李亚江、魏守征、秦国梁、夏春智、石磊、陈茂爱、马群双、李文娟、刘坤、刘鹏、刘强、吴娜、沈孝芹、黄万群、李嘉宁等。
本书编写过程中参阅了一些文献，在此，谨向这些文献资料的作者表示诚挚的谢意。
由于编著者水平所限，书中不足之处在所难免，敬请广大读者批评指正。

编著者
2022年6月