硬质合金的钎焊的注意事项

本文主要介绍硬质合金的钎焊的注意事项。

首先，需要了解的一个专业术语，材料的线膨胀系数（Expansion Coefficients）

，这个术语通俗的讲就是热胀冷缩。线膨胀系数指的是材料在受热时尺寸变大与温

度的关系，举个例子。
普通的钢材其线膨胀系数一般为：11-14 µm/m.K （取中间值12 µm/m.K）
硬质合金的线膨胀系数为：5-7 µm/m.K （取中间值6 µm/m.K）
假设从室温20℃加热到720℃时， 那么1米的钢材和硬质合金分别增长多少？
计算如下：
（720-20）*12=8400µm=8.4mm
（720-20）*6=4200µm=4.2mm
钢材的加热后的增加长度是硬质合金的两倍，同样，如果温度从720℃降低到20℃

时，钢材的收缩量也将是硬质合金的两倍。这种线膨胀的差异会造成这两种材料在

钎焊后形成很强的内应力，特别是当硬质合金尺寸比较大时，如硬质合金的面积大

于100mm2,，很有可能造成钎焊后的硬质合金直接开裂。
下图是分析硬质合金与钢材的钎焊过程。

Y轴是温度，X轴是时间。

 
当工件从钎焊温度冷却到室温时，在硬质合金处开裂。采用有限元分析，冷却后的

硬质合金其应力分布图如下：颜色越深、则表示应力越大越集中，硬质合金的端部

是应力最集中的地方。
实际的生产中，开裂可能会集中在接近于焊缝，这是因为在实际生产中，感应加热

线圈的位置在焊缝处，所以此处的温度好高，受到温度的影响也是好大。温度急剧

下降时，可能会造成焊缝处直接开裂。
为了减少\消除这种内应力，可以采用在焊缝处添加补偿片的措施，补偿片一般采
用铜片或者镍片。
为了方便实际的生产，在补偿片的两面轧制上钎料层，制作成“三明治”复合钎料

，有利于自动化的生产，BrazeTec 49/Cu系列产品就是在此条件下研发的产品。该

产品中间的补偿片采用的是铜片，在铜片两端轧制上银基钎料（BAg49CuZnNiMn）

，产品的金相示意图如下：

 

采用带有补偿片的钎料钎焊硬质合金的过程示意图如下，

 
有限元分析的钎焊后的应力分布图下所示，发现在硬质合金上其应力分布要均匀很

多，实际的生产中也佐证了这一观点，硬质合金开裂的现象大幅度的降低，特别是

钎焊大面积的硬质合金，保证了接头的强度。