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含银50% 的 HAG-50B 银基钎料:高韧特性与中高温焊接工艺指南

HAG-50B 银基钎料以50% 高银含量为核心性能支撑,采用银- 铜 - 锌三元合金体系(银 49%-51%、铜 33%-35%、锌 14%-18%),对应国标 BAg50CuZn 及美标 AWS BAg-6,形成 “高韧性、强承载、中高温适配” 的核心竞争力。其熔化区间为 690-775℃,较含锡的 HAG-45BSn 高出 45-95℃,冲击韧性提升 35% 以上,可适配 0.08-0.30mm 的间隙填充需求,尤其适用于电子设备、食品机械及承受振动载荷的关键部件焊接。其焊接工艺需围绕 “中高温精准控温、强化韧性发挥、适配宽间隙填充” 三大核心目标展开,实现 “高承载连接 + 长服役寿命” 的双重效果。

一、成分与性能基础:高韧承载的核心支撑

HAG-50B 的三元合金配比直接决定其中高温工艺特性,与 HAG-45BSn、HAG-50BNi 等同类钎料形成明确差异,为工艺参数设计提供关键依据:

1. 核心性能参数及工艺影响

性能指标

具体数值

工艺设计导向

熔化区间

690-775℃

适配中高温钎剂,加热温度控制在775-820℃

抗拉强度

≥420MPa

适配中高载荷部件焊接,可承载振动及冲击工况

冲击韧性

≥57J/cm²

无需额外缓冷工艺,天然适配振动载荷场景

耐蚀性(盐雾腐蚀速率)

0.012-0.018mm / 年

潮湿环境仅需常规后处理,耐蚀性优于HAG-45BSn

流动性(铺展面积)

≥250mm²(标准试片)

宽间隙需精准控制填充量,避免过度铺展浪费

表面光洁度

钎缝Ra≤1.2μm

食品机械场景需强化后处理,保障卫生标准

2. 与同类钎料的关键差异

vs HAG-45BSn:银含量高5%,抗拉强度提升 10.5%,冲击韧性提升 35.7%,但熔化温度高出 45-95℃,流动性降低 10.7%,需在韧性优势与加热成本间平衡;

vs HAG-50BNi:无镍元素,成本降低8%-10%,熔化温度高出 30-68℃,耐蚀性略低(盐雾腐蚀速率高 20%),但韧性更优,适合非极端腐蚀的振动场景;

vs HAG-45B:银含量高5%,抗拉强度提升 8.3%,冲击韧性提升 12%,熔化区间重合度达 85%,可替代使用但承载性能更优。

二、焊接前预处理:中高温浸润的基础保障

HAG-50B 的高韧性优势需通过精准预处理实现,重点控制母材清洁度与间隙合理性,避免杂质阻碍钎料中高温铺展:

1. 母材表面处理(分材质方案)

中厚铜合金(如H62 黄铜、T3 紫铜)

a.脱脂:无水乙醇+ 酮混合液(2:1)超声清洗 15-20 分钟(频率 50kHz),清除重型加工残留油污;

b.除氧化:10%-15% 稀酸溶液常温浸泡 4-6 分钟,至表面无氧化斑点,去离子水冲洗后 90-110℃烘干;

c.间隙控制:对接间隙预留0.10-0.30mm,较 HAG-45BSn 放宽 0.05mm,利用高韧性弥补间隙波动影响。

结构不锈钢(如304、321)

a.脱脂:同铜合金流程,延长超声时间至20 分钟,确保深层油污清除;

b.活化处理:采用强酸活化剂(15%+ 氢氟酸 5%)常温浸泡 5 分钟,快速破除氧化膜;

c.表面打磨:用600 目砂纸打磨,粗糙度控制在 Ra≤1.0μm,保障中高温浸润效果。

电子设备基材(如黄铜端子、无氧铜排)

a.精细脱脂:异丙醇超声清洗20 分钟,去除微观油污;

b.钝化处理:磷酸钝化液(浓度8%)常温浸泡 3 分钟,形成防护膜避免二次氧化;

c.真空存储:处理后放入真空干燥箱(5×10⁻²Pa)存储,存储时间可延长至 48 小时。

2. 钎料预处理

丝材/ 带材:用细砂纸(1000 目)轻磨表面氧化层,再用无水乙醇擦拭,增强钎剂附着性;

焊环/ 预成型件:真空环境(1×10⁻¹Pa)下 120-150℃烘干 2 小时,高于 HAG-45BSn 的烘干温度,彻底去除水分;

裁剪规范:丝材按接头周长+ 15% 余量裁剪(因流动性略低需增加余量),焊环内径比接头外径小 0.5-1.0mm,确保紧密贴合。

三、钎剂选择与施用:适配中高温活性需求

HAG-50B 的中高温熔化特性对钎剂活性温度匹配性要求极高,需选用中高温、高稳定性型号,同时控制施用方式保障填充质量:

1. 钎剂类型精准匹配

应用场景

推荐钎剂型号

活性温度区间(℃)

核心优势

常规结构件焊接

QJ301 中温银钎剂

600-750

活性覆盖低温段,残渣易清理,适配铜合金基材

不锈钢结构连接

QJ401 高温银钎剂

650-800

强活化性,可破除不锈钢氧化膜,中高温活性稳定

电子设备洁净焊接

QJ501 无残渣钎剂

680-820

残渣可挥发,无需水洗,避免电子元件受潮

批量生产场景

QJ601 低烟钎剂

660-810

挥发量少,烟雾浓度低,适配自动化生产线

2. 施用规范与技巧

涂抹方式:采用尼龙刷蘸取钎剂,均匀覆盖接头及钎料表面,厚度0.15-0.25mm(较 HAG-45BSn 厚 0.05mm,弥补流动性不足);

异种金属接头:在熔点较低的母材侧(如铜- 钢连接中的铜件)额外涂抹薄层钎剂(厚度 0.05-0.08mm),促进界面同步填充;

宽间隙填充:需分2-3 次填充钎料,首次填充 50%,待钎料熔化铺展后补填剩余量,避免出现空洞;

时效控制:涂抹后30 分钟内完成焊接,长于 HAG-45BSn 的时效,因中高温钎剂吸潮较慢。

四、加热控制:中高温区间的精准把控

加热是HAG-50B 焊接的核心,需平衡 “钎料充分熔化” 与 “母材热保护”,重点控制温度上限与保温时间:

1. 加热方式选型与参数

接头类型

推荐加热方式

关键参数设置

小型电子接头(5-10mm)

高频感应加热(400-800kHz)

感应线圈直径为接头的2 倍,测温精度 ±3℃

中厚结构部件(10-30mm)

火焰加热(氧气- 乙炔焰)

中性焰加热,火焰距接头3-5mm 匀速移动

批量生产器件

气氛钎焊炉

预热区600-650℃,焊接区 780-810℃,氮气保护

大型结构件

电阻加热(功率3000W)

加热板贴合接头,升温速率2-3℃/s

2. 核心温度参数控制

•加热温度:780-810℃(液相线以上5-35℃),最低不低于 775℃(避免钎料未完全熔化),最高不超过 820℃(防止锌元素过度挥发);

升温速率:中厚件(3-5mm)1-3℃/s,厚壁件(5-8mm)0.5-2℃/s,低于 HAG-45BSn,避免母材过热变形;

保温时间:小型接头15-20 秒,中型接头 20-30 秒,较 HAG-45BSn 延长,因流动性略低需充分填充。

3. 加热过程质量监控

正常现象:钎料熔化后呈银白色液态,沿接头缓慢铺展,铺展宽度均匀,无飞溅现象;

异常处理:

钎料流动性不足:补涂钎剂并升温10-15℃,检查母材表面是否存在氧化层;

出现黄烟(锌挥发):立即降温至800℃以下,补填少量新钎料弥补损耗;

局部过热:用湿布接触非焊接区域快速散热,检测母材是否出现变形。

五、冷却与后处理:保障韧性与洁净度

HAG-50B 的性能稳定性与冷却速率密切相关,需通过科学冷却与精准清洁实现,兼顾高承载场景的性能需求:

1. 冷却工艺差异化方案

常规结构部件:空气中自然冷却至200℃以下,冷却速率控制在 5-10℃/min,内应力可控制在 200MPa 以下;

电子设备接头:强制风冷(风速4-6m/s)至 180℃,再自然冷却,平衡冷却效率与韧性保留;

振动载荷部件:阶梯缓冷,800℃→600℃(速率 4℃/min),600℃→200℃(速率 3℃/min),最大化发挥韧性优势。

2. 后处理全流程规范

残渣清理(分场景)

a.常规清理:60-80℃温水浸泡 20-30 分钟,软毛刷清洗,残渣去除率≥98%;

b.电子器件清理:异丙醇+ 乙醇混合液(1:1)超声清洗(频率 50kHz)25 分钟,烘干温度≤70℃;

c.食品机械部件清理:90℃食品级清洗剂(pH 6-8)超声清洗 30 分钟,纯水冲洗 4 次,检测无化学残留。

质量检测体系

a.外观检测:钎缝连续平整,无气孔、裂纹,表面光洁度Ra≤1.5μm;

b.性能检测:抗拉强度≥400MPa,冲击韧性≥55J/cm²,密封性测试(泄漏率≤3×10⁻⁸Pa・m³/s,针对承压部件);

c.微观检测:关键接头抽检界面,金属间化合物层厚度≤5μm,无锌富集导致的脆性相。

六、典型应用场景工艺适配案例

1. 振动载荷电子部件(黄铜端子 - 无氧铜排)

母材:黄铜端子(厚度3mm)+ 无氧铜排(厚度 5mm);

预处理:脱脂→钝化处理→烘干,对接间隙 0.20mm;

钎剂与加热:QJ501 无残渣钎剂,高频感应加热(600kHz),温度 790-800℃,保温 25 秒;

后处理:混合液超声清洗→性能检测(冲击韧性≥56J/cm²);

核心要求:高韧性承载,接头可承受1000 万次振动测试无断裂。

2. 食品机械不锈钢管道(304 不锈钢)

母材:304 不锈钢管道(外径 15mm,壁厚 2mm);

预处理:脱脂→强酸活化→打磨,间隙 0.25mm;

钎剂与加热:QJ401 高温钎剂,火焰加热(中性焰),温度 800-810℃;

后处理:食品级清洗剂清洗→无菌检测;

核心要求:钎缝光滑无死角,耐酸碱腐蚀,符合食品卫生标准。

3. 小型机电设备结构件(H62 黄铜)

母材:H62 黄铜结构件(厚度 4mm,间隙 0.15mm);

预处理:混合液脱脂→稀酸酸洗→烘干;

钎剂与加热:QJ301 中温钎剂,电阻加热,温度 775-785℃,保温 30 秒;

后处理:温水清洗→拉力测试(≥410MPa);

核心要求:高承载性能,适配机电设备长期运行需求。

七、常见问题与解决方案

常见问题

根本原因

精准解决方案

钎料填充不充分

流动性不足或间隙过大

分批次填充钎料,补涂钎剂并升温10℃

接头出现裂纹

冷却速率过快或锌挥发过度

采用阶梯缓冷工艺,控温在810℃以下

中低温环境焊接失效

钎剂活性未激活,钎料未熔化

换用QJ401 高温钎剂,提高加热温度至 780℃以上

钎缝表面粗糙

母材清洁不彻底或钎剂残留

增加超声清洗时间至30 分钟,采用精细打磨预处理

耐蚀性不达标

锌元素富集或残渣未清理

控制保温时间≤30 秒,强化后处理清洗流程

结语

HAG-50B 凭借 50% 高银含量的性能基础与三元合金的高韧性优势,成为中高载荷、振动工况及食品机械领域的 “高韧优选”。其焊接工艺的核心在于 “中高温精准控温 + 高韧性发挥 + 宽间隙适配”,需充分发挥三元合金的强承载特性,同时规避中高温下锌挥发的风险。在实际应用中,通过匹配基材特性调整加热方案、根据场景需求优化填充工艺,可最大化发挥其 “高承载、长寿命、易操作” 的综合价值。

若你需要针对特定场景(如极端振动环境、食品级焊接)细化工艺参数,或对比HAG-50B 与其他高银钎料的成本效益,我可进一步提供定制化分析与技术方案。


详情:

规格参数

  • 行业分类:

    电工电气/焊接材料与附件/焊条

  • 产品类别:

    焊丝

  • 品  牌:

    余光牌

  • 规格型号:

    1.0-5.0mm

  • 库  存:

    500

  • 生 产 商:

    邢台市余光焊接材料有限公司

  • 产  地:

    中国河北省邢台市

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