含银20% 的 HAG-20BCd 银基钎料：镉元素改性的经济型多材质焊接工艺指南

HAG-20BCd 银基钎料以20% 银含量 + 镉元素改性为核心性能支撑，采用银- 铜 - 锌 - 镉四元合金体系（银 19%-21%、铜 34%-38%、锌 35%-39%、镉 4.5%-5.5%），无对应明确美标型号，形成 “宽温熔化、润湿性好、成本经济” 的核心竞争力。其熔化区间为 620-760℃，较 HAG-56BSn 宽 108℃，铺展面积可达 280mm² 以上（标准试片），虽低于 HAG-56BSn 但显著优于同类低银钎料，且材料成本仅为 HAG-56BSn 的 35%-40%，尤其适用于铜及铜合金部件、普通碳钢结构件及批量性常规焊接场景。其焊接工艺需围绕 “宽温域控温、强化镉元素润湿性、适配多材质焊接” 三大核心目标展开，实现 “经济连接 + 多场景适配” 的双重效果。

一、成分与性能基础：镉元素改性的核心支撑

HAG-20BCd 的四元合金配比通过 “适度银含量保基础强度、镉元素增润湿性” 的协同设计，与 HAG-56BSn、HAG-30BCd 等同类钎料形成本质差异，为常规焊接工艺参数设计提供关键依据：

1. 核心性能参数及工艺影响

2. 与同类钎料的关键差异

•vs HAG-56BSn：含4.5%-5.5% 镉元素替代锡元素，熔化区间宽 108℃，铺展面积降低 12.5%，但材料成本降低 60%-65%，耐蚀性与抗电蚀性较弱，适合常规而非精密焊接场景；

•vs HAG-30BCd：银含量低10%，熔化区间宽 70℃，抗拉强度降低 18.2%，但成本降低 25%-30%，润湿性相近，适配对强度要求不高的经济型场景；

•vs HAG-15BCd：银含量高5%，冲击韧性提升 22.2%，铺展面积提升 16%，熔化区间窄 40℃，工艺稳定性更优，适配批量生产中的质量控制需求。

二、焊接前预处理：镉元素润湿性的基础保障

HAG-20BCd 的镉元素润湿性优势需通过规范预处理实现，重点控制母材表面洁净度与间隙合理性，避免杂质阻碍镉元素发挥润湿性作用：

1. 母材表面处理（分材质方案）

•铜及铜合金（如T2 紫铜、H62 黄铜）：

a.脱脂：无水乙醇超声清洗10-15 分钟（频率 60kHz），清除加工残留油脂；

b.除氧化：5%-10% 溶液常温浸泡 3-5 分钟，至表面呈现均匀金属光泽，清水冲洗后 80-100℃烘干；

c.间隙控制：对接间隙预留0.15-0.30mm，利用良好润湿性实现填充。

•普通碳钢（如Q235）：

a.脱脂：碱性脱脂剂（氢氧化钠5%+ 碳酸钠 3%）60℃浸泡 10 分钟，清水冲洗；

b.除锈：15%-20% 溶液常温浸泡 5-8 分钟，中和后烘干；

c.表面打磨：用800 目砂纸打磨，粗糙度控制在 Ra≤1.0μm，保障镉元素界面附着。

•异种金属（铜- 碳钢）：

a.差异化处理：铜侧按上述铜合金流程，碳钢侧按除锈+ 脱脂流程；

b.统一活化：采用弱酸性活化剂（3%+ 柠檬酸 5%）常温浸泡 4 分钟；

c.存储要求：处理后自然晾干，24 小时内完成焊接，无需真空存储。

2. 钎料预处理

•丝材/ 带材：用 1200 目砂纸轻磨表面氧化层，再用无水乙醇擦拭，增强镉元素活性；

•焊环/ 预成型件：常压环境下 100-120℃烘干 1 小时，高于 HAG-56BSn 的烘干温度，镉元素抗氧化性更强；

•裁剪规范：丝材按接头周长+ 15% 余量裁剪（因宽温熔化易出现局部损耗），焊环内径比接头外径小 0.3-0.6mm，确保贴合紧密。

三、钎剂选择与施用：适配镉元素润湿性需求

HAG-20BCd 的宽温熔化特性与镉元素活性对钎剂提出 “中温激活、辅助润湿、易清理” 的要求，需选用适配四元合金体系的中温型号：

1. 钎剂类型精准匹配

2. 施用规范与技巧

•涂抹方式：采用毛刷蘸取钎剂，均匀覆盖接头及钎料表面，厚度0.12-0.20mm（较 HAG-56BSn 厚 0.04-0.05mm，辅助宽温域润湿）；

•异种金属接头：在碳钢侧额外涂抹薄层钎剂（厚度0.03-0.05mm），平衡两种材质的润湿性差异；

•大间隙填充：分两次填充钎料，首次填充60%，待熔化铺展后补填剩余部分，避免单次填充导致的成分偏析；

•时效控制：涂抹后60 分钟内完成焊接，长于 HAG-56BSn，中温钎剂吸潮速度较慢。

四、加热控制：宽温域区间的稳定把控

加热是HAG-20BCd 焊接的核心，需平衡 “钎料充分熔化” 与 “镉元素润湿性发挥”，重点控制温度范围与保温时间，避免镉元素过度氧化：

1. 加热方式选型与参数

2. 核心温度参数控制

•佳加热温度：770-790℃（液相线以上10-30℃），最低不低于 760℃（避免钎料未完全熔化），最高不超过 800℃（防止镉元素过度氧化）；

•升温速率：小型件（5-10mm）2-3℃/s，中型件（10-20mm）1-2℃/s，低于 HAG-56BSn，宽温熔化需平稳升温；

•保温时间：小型接头15-20 秒，中型接头 20-25 秒，较 HAG-56BSn 延长，需保障镉元素充分润湿。

3. 加热过程质量监控

•正常现象：钎料熔化后呈银白色液态，沿接头均匀铺展，无明显氧化渣产生；

•异常处理：

◦润湿性不足：补涂钎剂后延长保温时间5-8 秒，促进镉元素界面扩散；

◦表面氧化（镉氧化）：调整火焰为中性焰，清除氧化层后补填少量钎料；

◦异种界面未融合：提高加热温度5-10℃，在界面处增加钎料填充量。

五、冷却与后处理：保障润湿性与焊接质量

HAG-20BCd 的镉元素润湿性效果与冷却速率、后处理清洁度密切相关，需通过实用工艺实现 “润湿充分 + 质量稳定” 的双重目标：

1. 冷却工艺差异化方案

•常规铜部件：空气中自然冷却至150℃以下，冷却速率控制在 8-15℃/min，内应力可控制在 200MPa 以下；

•碳钢结构件：随炉缓冷（降温速率5-10℃/min），避免快速冷却导致的接头脆化；

•异种金属接头：阶梯冷却，780℃→500℃（速率 8℃/min），500℃→150℃（速率 12℃/min），平衡两种材质的热膨胀差异。

2. 后处理全流程规范

•残渣清理（分场景）：

a.铜合金部件：常温清水+ 中性洗涤剂超声清洗 15 分钟（频率 40kHz），残渣去除率≥98%；

b.碳钢结构件：60℃碱性清洗剂（pH 8-9）浸泡 20 分钟，高压水冲洗 2 次；

c.批量部件：喷淋清洗线处理，清洗剂循环使用，降低成本。

•质量检测体系：

a.外观检测：钎缝连续平整，无明显气孔、裂纹，表面无残留氧化渣；

b.性能检测：抗拉强度≥300MPa，冲击韧性≥50J/cm²，水压测试无渗漏（压力≥1MPa）；

c.无损检测：关键接头采用渗透检测，确保无表面裂纹及未熔合缺陷。

六、典型应用场景工艺适配案例

1. 黄铜管道接头（H62 黄铜）

•母材：H62 黄铜管道（外径 20mm，壁厚 2mm），对接间隙 0.20mm；

•预处理：无水乙醇脱脂→酸除氧化→烘干；

•钎剂与加热：QJ102 中温钎剂，氧乙炔火焰加热，温度 770-780℃，保温 18 秒；

•后处理：中性洗涤剂清洗→水压测试（合格率 100%）；

•核心要求：密封性能良好，适配水暖管道系统，成本可控。

2. 碳钢支架结构（Q235）

•母材：Q235 碳钢（厚度 5mm），搭接间隙 0.25mm；

•预处理：碱性脱脂→酸除锈→打磨；

•钎剂与加热：QJ201 常规钎剂，电阻炉加热，温度 780-790℃，保温 22 秒；

•后处理：碱性清洗剂浸泡→外观检测；

•核心要求：连接强度达标，适配机械支撑结构，批量生产一致性好。

3. 铜 - 碳钢异种接头（T2 紫铜 - Q235）

•母材：T2 紫铜（厚度 3mm）+ Q235 碳钢（厚度 4mm），间隙 0.20mm；

•预处理：差异化脱脂除锈→统一活化；

•钎剂与加热：QJ301 通用钎剂，感应加热（600kHz），温度 770-780℃，保温 20 秒；

•后处理：清水超声清洗→渗透检测；

•核心要求：界面融合良好，适配常规电气连接场景，成本经济。

七、常见问题与解决方案

结语

HAG-20BCd 凭借 20% 适度银含量的基础强度与镉元素的润湿性优势，成为常规焊接、批量生产及成本敏感型场景的 “经济之选”。其焊接工艺的核心在于 “宽温域稳定控温 + 镉元素润湿性发挥 + 多材质适配”，需充分利用四元合金的性能优势，同时规避镉元素过度氧化的风险。在实际应用中，通过匹配常规场景特性调整加热方案、根据母材类型优化预处理工艺，可最大化发挥其 “宽温熔化、润湿性好、成本经济” 的综合价值。

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