一种钎料填缝性试验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钎焊技术领域，具体是关于一种钎料填缝性的试验方法。
【背景技术】
[0002]填缝性是指在钎焊时液态钎料填充母材毛细间隙的能力。液态钎料在母材毛细间隙中的填缝过程决定了钎焊接头的均匀性、致密性和接头强度，是衡量钎料对母材性能好坏的重要指标，测试钎料在母材毛细间隙中的流动性对钎料的选用有重要的指导意义。
[0003]钎料填缝性试验方法的国家标准有《钎料铺展性及填缝性试验方法》(GB/T11364-89 )和《钎料润湿性试验方法》(GB/T 11364-2008 )。《钎料铺展性及填缝性试验方法》中填缝性测试的内容包括:母材立板与底板呈垂直“丄”型放置，在一端垫入1mm垫片，固定后在间隙零端一侧放置钎料和钎剂，试件平放在试验平台上入炉保温50s后出炉空冷，待钎料凝固后卸下试件测定填缝长度。该试验方法有如下缺点:1.母材零端放置的钎料的重量和初始形状对填缝长度有影响；2.底板难以保证水平，在底板倾斜情况下钎料重力作用对填缝长度有较大影响。
[0004]修订后的《钎料润湿性试验方法》标准中钎料填缝性测试步骤为:内管B置于外管A中使管B外壁与管A内壁相切，钎料和钎剂放置在内管B内腔中，将试件放入炉中加热到试验温度后保温50s，熔融钎料通过内管B与基座C之间的间隙流入外管A与内管B的毛细间隙中，出炉待钎料冷却凝固。采用X射线透视技术观察钎料填缝横截面，记录钎料角度与填缝高度的关系曲线。该试验方法有如下缺点:1.试件加工过程繁琐，需分别加工外管A、内管B、试件基座C及两管的定位孔，且装配复杂；2.试验完成后检测方法复杂，采用X射线透视技术检测效率低、周期长且成本高。
【发明内容】
[0005]本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种试样加工方便、操作过程简单、快速准确检测液态钎料对母材填缝性的方法。
[0006]本发明的目的可通过下述技术措施来实现:
本发明的钎料填缝性试验方法包括以下步骤:
A.取横截面设置有V型缝隙的板状母材竖直放置在钎料槽中，在所述钎料槽中放置钎料，并在所述钎料上覆盖钎剂；且所述V型缝隙开口侧的开口宽度为0.3mm~2mm ;
B.把所述钎料槽放入加热炉中加热至大于所述钎料和钎剂熔点温度后、保温l~10min;使熔化后的钎料在毛细作用力下沿所述V型缝隙向上爬升；
C.取出所述钎料槽，待所述钎料凝固后测量钎料在V型缝隙不同宽度处的爬升填充高度与V型开口缝隙宽度的关系曲线。
[0007]本发明中所述的横截面设置有V型缝隙的板状母材是由固定在一起的采用V型夹角竖直放置的板状母材一和板状母材二构成；所述板状母材一和所述板状母材二材质相同，厚度δ为2mm~4mm、高度h为60mm~100mm、宽度w为20mm~40mm ;且试验面应光洁、无毛边、毛刺，并用适当方法清理，去除油污、氧化物等杂质。
[0008]所述横截面设置有V型缝隙的板状母材也可以是由整块长方体板状材料加工而成，所述板状母材的厚度δ ’为4mm~6mm，高度h’为60mm~100mm，宽度w’为20mm~40mmo
[0009]所述V型缝隙可以为对称结构，所述V型缝隙的开口处宽度可以为0.
[0010]本发明中加热温度和保温时间应根据选用的钎料和钎剂成分及板状母材的材质确定。例如，测试820~850°C温度下保温3min~5min，使用FB308钎剂的HL205铜钎料对纯铜母材的填缝性；测试593~616°C温度下保温2min~4min，使用Nocolok和氯化物混合钎剂的4343铝钎料对3003铝合金的填缝性。
[0011]本发明中所述的测量V型缝隙中钎料的填充高度可采用以下具体方法:选取直径较小的等高针状物，将所述针状物等间距竖直放置并呈直线阵列排布，并用连接物将所述针状阵列连接起来，保持每个所述针状物在外力作用下可在所述连接物中单独上下移动，将所述针状阵列插入所述“V”型缝隙上方钎料未填充区域的空隙中，加外力使所述针状物向下移动直至接触到凝固钎料而不能继续移动，依次移动阵列上的所有针状物，根据针状物下移的高度绘制钎料填充高度与V型开口缝隙宽度的关系曲线。
[0012]本发明的有益效果如下:
由于所述试验方法中钎料的填充间隙均为竖直放置，相比GB/T 11364-89和GB/T11364-2008试验方法的母材水平放置，在母材板放置略有偏差的情况下，所述试验方法对试验结果准确性的影响较小；GB/T 11364-89和GB/T 11364-2008试验方法中钎料的用量和形状对试验结果有较大影响，而所述试验方法中钎料的用量足够多，可排除钎料重量和形状等因素对试验结果的影响；GB/T 11364-2008中采用X射线透视进行试验结果的检验，检测方法复杂且成本较高，所述钎料填缝性试验方法检测方法简单且成本低廉；GB/T11364-2008试验方法试样加工和装配难度较大，而所述钎料填缝性试验装置结构简单，母材为简单板状结构，试样加工难度小且装配方便。
【附图说明】
[0013]图1为板状母材一和板状母材二放入钎料槽未添加钎料和钎剂的示意图。
[0014]图2为板状母材一和板状母材二放入钎料槽添加钎料和钎剂的局部剖面示意图。
[0015]图3为具有V型开口板状母材放入钎料槽未添加钎料和钎剂的示意图。
[0016]图4为具有V型开口板状母材放入钎料槽添加钎料和钎剂的局部剖面示意图。
[0017]图5为试验结果一。
[0018]图6为试验结果二。
[0019]图中标记:1.板状母材一，2.板状母材二，3.V型缝隙，4.钎料槽，5.凹槽，6.钎料，7.钎剂，8.板状母材，9.V型开口(V型缝隙)。
[0020]
【具体实施方式】
[0021]本发明以下将结合实施例(附图)作进一步描述:
实施例1
本实施例所选取的板状母材一 1和板状母材二 2为20钢，钎料6为Sn60PbA，钎剂7为松香，钎料槽4为石墨。
[0022]板状母材一 1和板状母材二 2的尺寸均为60mmX 40mmX 2mm，板状母材一 1和板状母材二 2的60mmX 40mm面均垂直于水平面放置且呈小角度夹角，板状母材一 1和板状母材二 2构成一由窄到宽的间隙，间隙最宽处为0.5mm，用点固焊对板状母材一 1和板状母材二 2定位，把板状母材一 1和板状母材二 2放入钎料槽4的凹槽5中，向凹槽中放入钎料并在钎料上覆盖钎剂，调整钎料槽水平后入炉中在220°C、保温5min条件下，待钎料完全熔化后，液态钎料沿V型缝隙3向上爬升，板状母材一 1、板状母材二 2和钎料槽4整体出炉冷却，待钎料完全凝固后测量钎料沿间隙的爬升高度H，并记录钎料的爬升高度Η与间隙宽度C的关系曲线，其试验结果见图5。
[0023]实施例2
本实施例所选取的由整块长方体板状材料加工而成的横截面设置有V型缝隙的板状母材8为20钢，钎料6为Sn60PbA，钎剂7为低温钎剂，钎料槽4为石墨。
[0024]板状母材8的尺寸为60mmX40mmX4mm，用线切割沿金属板60X4mm面向内切出一对称结构的V型开口 9，V型开口 9的深度35mm、开口处宽度1mm ;使板状母材8中V型开口9的交线垂直于水平面，将板状母材8放入钎料槽4的凹槽5中，向凹槽5中加入钎料并覆盖钎剂，放入炉中在220°C、保温5min条件下加热至钎料完全融化，待钎料完全熔化后，液态钎料沿V型开口的毛细间隙向上爬升，板状母材8和钎料槽4出炉冷却，钎料6完全凝固后对钎料填缝横截面进行X射线透视，并记录钎料填缝高度Η与间隙宽度C的关系曲线，其试验结果见图6。
【主权项】
1.一种钎料填缝性试验方法，其特征在于:包括以下步骤: A.取横截面设置有V型缝隙的板状母材竖直放置在钎料槽中，在所述钎料槽中放置钎料，并在所述钎料上覆盖钎剂；且所述V型缝隙开口侧的开口宽度为0.3mm~2mm ; B.把所述钎料槽放入加热炉中加热至大于所述钎料和钎剂熔点温度后、保温l~10min;使熔化后的钎料在毛细作用力下沿所述V型缝隙向上爬升； C.取出所述钎料槽，待所述钎料凝固后测量钎料在V型缝隙不同宽度处的爬升填充高度与V型开口缝隙宽度的关系曲线。2.根据权利要求1所述的钎料填缝性试验方法，其特征在于:所述V型缝隙为对称结构，且开口侧开口宽度为0.3.根据权利要求1所述的钎料填缝性试验方法，其特征在于:所述的横截面设置有V型缝隙的板状母材是由固定在一起的采用V型夹角竖直放置的板状母材一和板状母材二构成；所述板状母材一和所述板状母材二材质相同，厚度δ为2mm~4mm、高度h为60mm~100mm、宽度 w 为 20mm~40mm。4.根据权利要求1所述的钎料填缝性试验方法，其特征在于:所述横截面设置有V型缝隙的板状母材是由整块长方体板状材料加工而成，所述板状母材的厚度S ’为4mm~6mm，高度 h’ 为 60mm~100mm，宽度 w’ 为 20mm~40mm。
【专利摘要】本发明公开一种钎料填缝性试验方法。该方法包括以下步骤：取横截面设置有V型缝隙的板状母材竖直放置在钎料槽中，在所述钎料槽中放置钎料，并在所述钎料上覆盖钎剂；把所述钎料槽放入加热炉中加热、保温；所述钎料和所述钎剂熔化后，在毛细作用力下沿所述V型缝隙向上爬升；取出所述钎料槽，待所述钎料凝固后测量钎料在V型缝隙不同宽度处的爬升填充高度与V型开口缝隙宽度的关系曲线。本发明提供了一种试样加工方便、操作过程简单、快速准确检测液态钎料对母材填缝性的方法。
【IPC分类】G01N23/02, G01N11/00, B23K31/02
【公开号】CN105277466
【申请号】CN201510863228
【发明人】龙伟民, 钟素娟, 鲍丽, 高雅, 张青科, 程亚芳, 张雷, 马佳, 朱坤, 纠永涛, 潘建军
【申请人】郑州机械研究所
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年12月1日