钎焊是一种通过加热使熔点低于母材的钎料熔化，并利用液态钎料的毛细作用填充母材接头间隙，冷却后实现母材连接的焊接方法。其核心原理是依靠钎料与母材之间的冶金结合（扩散作用）形成牢固接头，而非母材本身的熔化。

一、钎焊的关键要素

钎料

熔点：必须低于母材（一般低 50~150℃），确保加热时钎料先熔化、母材保持固态。

种类：

软钎料：熔点＜450℃，如锡铅合金（常用于电子元件焊接）。

硬钎料：熔点≥450℃，如铜基、银基、铝基合金（用于机械零件、结构件焊接）。

作用：填充间隙、传导热量、形成结合层。

钎剂（焊剂）

作用：清除母材和钎料表面的氧化物，降低液态钎料的表面张力，改善润湿性（液态钎料在母材表面的铺展能力）。

种类：

软钎焊剂：松香、氯化锌溶液（适用于锡焊）。

硬钎焊剂：硼砂、氟化物（适用于高温钎焊）。

加热方式

常用方法：火焰加热（氧乙炔）、感应加热（高频线圈）、炉中加热、激光加热、电阻加热等。

要求：均匀加热至钎料熔点以上，同时控制温度避免母材过热。

二、钎焊的特点

优点

热输入量小：母材不熔化，焊接变形小，适用于精密零件、薄壁件或复杂结构（如电子线路板、航空发动机叶片）。

接头平整美观：钎料填充间隙后形成光滑表面，无需后续加工。

可焊材料广泛：能连接相同或不同金属（如铜 - 钢、铝 - 不锈钢），甚至金属与非金属（如陶瓷 - 金属）。

工艺灵活性高：可同时焊接多个接头（如散热器管束批量钎焊），适合自动化生产。

缺点

接头强度较低：依赖钎料与母材的界面结合，强度一般低于母材本身（硬钎焊接头强度可达母材的 70%~80%）。

间隙要求严格：接头间隙通常需控制在 0.05~0.2mm，间隙过大易导致钎料填充不充分，过小则影响毛细作用。

耐热性有限：软钎焊接头耐温一般＜150℃，硬钎焊接头耐温可达 400~800℃（取决于钎料）。

三、钎焊的分类

按钎料熔点分类

软钎焊

典型应用：电子元器件焊接（如 PCB 板上电阻、电容的锡焊）、铜管接头密封（如空调制冷系统）。

特点：温度低、操作简便，需配合松香等弱腐蚀性焊剂。

硬钎焊

典型应用：汽车散热器（铜 - 铝钎焊）、刀具刃口焊接（硬质合金 - 钢）、航空航天结构件（钛合金钎焊）。

特点：强度高、耐温性好，需使用腐蚀性较强的焊剂（如硼砂）或真空环境避免氧化。

按加热方式分类

火焰钎焊：使用氧乙炔火焰加热，适合小批量、现场焊接（如管道维修）。

感应钎焊：利用电磁感应加热，加热速度快、效率高，适合大批量生产（如电机绕组焊接）。

炉中钎焊：在真空或保护气氛炉中加热，焊接质量稳定，适用于精密零件（如航空发动机涡轮叶片）。

激光钎焊：高精度聚焦加热，热影响区小，适合微电子器件（如半导体封装）。

四、钎焊的应用领域

电子工业：

电路板元件焊接（锡铅钎料）、芯片封装（金 - 硅共晶钎焊）。

机械制造：

硬质合金刀具焊接（铜基钎料）、齿轮箱密封件连接（铝基钎料）。

航空航天：

发动机热端部件（如涡轮叶片，采用镍基钎料真空钎焊）、复合材料结构连接。

家电与制冷：

冰箱冷凝器铜管焊接（磷铜钎料）、空调压缩机部件连接。

新能源领域：

锂电池电极焊接（超声波钎焊）、燃料电池堆组件连接。

五、钎焊的工艺要点

接头设计：

采用搭接接头（增大接触面积），避免对接接头（结合强度低）。

间隙控制：软钎焊 0.05~0.2mm，硬钎焊 0.02~0.15mm。

表面处理：

去除油污、氧化膜（如砂纸打磨、化学酸洗），确保钎料良好润湿。

焊后处理：

清除残留焊剂（如硬钎焊后需水煮或喷砂），防止腐蚀接头。

必要时进行退火处理，消除焊接应力。

总结

钎焊凭借低变形、易操作、可焊异种材料等优势，在精密制造、电子、航空等领域不可替代。随着新材料（如非晶态钎料）和新技术（如真空钎焊、激光钎焊）的发展，其应用场景正不断拓展，未来将在高端制造和绿色焊接中发挥更重要作用。