助焊剂
编辑在冶金学中,助熔剂是一种化学清洁剂、流动剂或净化剂。 助焊剂一次可能具有不止一种功能。 它们用于提取冶金和金属连接。
一些已知的最早助熔剂是碳酸钠、钾碱、木炭、焦炭、硼砂、石灰、硫化铅和某些含磷矿物。 铁矿石也被用作熔炼铜的助熔剂。 这些试剂具有多种功能,最简单的是还原剂,它可以防止氧化物在熔融金属表面形成,而其他试剂则将杂质吸收到炉渣中,这些杂质可以从熔融金属上刮下来。
助熔剂还用于铸造厂,用于去除熔融有色金属(如铝)中的杂质,或用于添加所需的微量元素(如钛)。
作为清洁剂,助焊剂通过去除待连接金属的氧化层来促进钎焊、钎焊和焊接。 在某些应用中,熔化的助焊剂还用作传热介质,促进焊接工具或熔化焊料对接头的加热。
使用
编辑金属连接
在高温金属连接工艺(焊接、钎焊和钎焊)中,助焊剂是一种在室温下几乎呈惰性但在高温下会强烈还原的物质,可防止基材和填充材料氧化。 助焊剂的作用通常是双重的:溶解已经存在于金属表面的氧化物,这有助于被熔融金属润湿,并通过涂覆热表面作为氧气屏障,防止其氧化。
例如,锡铅焊料与铜的附着力很好,但与铜的各种氧化物的附着力很差,这些氧化物在焊接温度下会迅速形成。 通过防止金属氧化物的形成,助焊剂使焊料能够粘附到干净的金属表面,而不是像在氧化表面上那样形成焊珠。
焊接
在金属焊接中,助焊剂有三重作用:去除待焊接表面上的任何氧化金属,密封空气从而防止进一步氧化,以及通过促进混合提高液态焊料的润湿特性。 有些助焊剂具有腐蚀性,因此焊接后必须用湿海绵或其他吸水材料清洁零件,以防止损坏。 电子产品中使用了几种类型的助焊剂。
存在许多定义各种助焊剂类型的标准。 主要标准是 J-STD-004。
焊接后可以使用包括 ROSE 测试在内的各种测试来检查是否存在可能导致短路或其他问题的离子或其他污染物。
钎焊和银焊
钎焊(有时称为银焊或硬焊)需要比软焊高得多的温度,有时超过 850 °C。 除了去除现有的氧化物外,还必须避免金属在高温下的快速氧化。 这意味着助焊剂需要更具侵略性并提供物理屏障。 传统上硼砂被用作钎焊的助焊剂,但现在有许多不同的助焊剂可用,通常使用活性化学物质,如氟化物和润湿剂。 这些化学品中有许多是有毒的,在使用过程中应格外小心。
冶炼
在冶炼过程中,无机氯化物、氟化物(见萤石)、石灰石和其他材料被指定为助熔剂,当添加到冶炼炉或冲天炉的内容物中以清除金属中的化学杂质如磷,和 使炉渣在熔炼温度下更具液态。 炉渣是灰分、熔剂和其他杂质的液体混合物。 熔渣粘度随温度降低,熔炼过程中熔渣流量增加,是冶金学中助熔剂一词的由来。
钢铁炉中最常用的助熔剂是石灰石,它与铁和燃料按适当比例加入。
缺点
编辑助焊剂有几个严重的缺点:
- 腐蚀性,这主要是由于活化剂的侵蚀性化合物; 助焊剂残留物的吸湿性可能会加重影响
- 干扰测试设备,这是由于绝缘残留物沉积在电子电路板上的测试触点上
- 当助焊剂层或其残留物太厚或位置不当时干扰机器视觉系统
- 敏感部件的污染,例如 激光二极管的刻面、连接器和机械开关的触点以及 MEMS 组件
- 印刷电路板的电气性能恶化,因为焊接温度高于电路板材料的玻璃化转变温度,助焊剂成分(例如乙二醇或氯离子和溴离子)会扩散到其基质中。
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