釬焊時(shí)銅材表面并非越光滑越好,合理的粗糙度對(duì)焊接質(zhì)量具有關(guān)鍵作用,具體特性如下:
適度粗糙增強(qiáng)潤(rùn)濕性
當(dāng)釬料與銅的化學(xué)結(jié)合力較弱時(shí),表面微紋路可發(fā)揮毛細(xì)效應(yīng),促進(jìn)液態(tài)釬料滲透與鋪展,提升潤(rùn)濕效果。但過(guò)度光滑(如Ra<0.4μm)反而削弱結(jié)合力,導(dǎo)致釬料聚集成球狀而不鋪展。
例如Ra在0.4~1.6μm范圍內(nèi),接頭剪切強(qiáng)度可提升25%以上。
粗糙度過(guò)高的負(fù)面影響
填充缺陷:Ra>1.6μm時(shí),微溝槽過(guò)深可能導(dǎo)致釬料填充不充分,形成氣孔或未熔合區(qū);
應(yīng)力集中:尖銳峰谷易成為裂紋源,尤其在異種材料接頭處(如銅-鋁釬焊),疲勞強(qiáng)度下降約30%。
將Cu圓片分成四部分,各部分分別采用拋光,用鋼絲刷刷,砂紙打磨和化學(xué)清洗的方法來(lái)處理。在Cu片的中心放置S-Sn60Zn40前料進(jìn)行鋪展試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在Cu試片上一鋼絲刷刷過(guò)的區(qū)域處鋪展面積大,拋光區(qū)域的鋪展面積小;銅試片上的鋪展面積的差異顯然是由于各部分不同的表面處理方法不同的粗糙度,從而影響到鋪展面積。因?yàn)檩^粗糙表面上縱橫交錯(cuò)的細(xì)槽對(duì)液態(tài)釬料起到特殊的毛細(xì)作用,促進(jìn)了釬料的鋪展,因此母材表面狀態(tài)對(duì)于它作用弱的釬料的潤(rùn)濕性有明顯的影響。
銅表面光潔度需與釬料特性、氣氛保護(hù)方案協(xié)同優(yōu)化,以“清潔無(wú)氧化+適度粗糙”為黃金準(zhǔn)則,而非盲目追求光滑。