电触头电阻钎焊工艺探讨及常见缺陷分析

　　0　前言

　　电触头是开关电器中直接承担接通和分断电路的元件,其性能好坏直接影响到开断容量,使用寿命及运行可靠性。随着现代工业的快速发展,对电触头的可靠性和电寿命提出了更高的要求。银基电触头材料适用于在各种功率条件下工作,如各种开关,继电器和接触器等大,中负荷电器中,而银基触点和触板的连接在低压电器生产中普遍采用电阻钎焊的加工方式,因此研究银基触点的电阻钎焊工艺对于提高电器使用寿命及运行可靠性有非常重要的意义。

　　1　电触头电阻钎焊

　　电触头材料的典型代表是AgCd0合金,它具有优良的灭弧性能,在中等负荷开关中具有“万能触点”之称,应用极为广泛,在低压电器的生产中,触点和触板的连接在低压电器生产中普遍采用电阻钎焊的加工方式,如交流接触器触头的焊接如图1所示,是采用上电极、焊件、下电极形成的电流通路,利用电流的热效应,将焊件(母材)与钎料加热到高于钎料熔点,但低于母材熔点的温度,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙,并与母材相互扩散实现触点和触板的连接。

　　1. 1　电触头电阻钎焊原理

　　电触头电阻钎焊采用硬钎焊方法,钎料熔点在800℃以上,常用的是铜基钎料和银基钎料。电阻钎焊是利用熔点比母材低的填充金属(称为钎料),经电流热效应加热熔化后,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并与母材相互扩散,实现连接的焊接方法。钎焊过程:表面清洗好的工件以搭接型式并借助于胎具装配在一起(如图1),把钎料放在接头间隙附近或接头间隙之间。当工件与钎料被加热到稍高于钎料熔点温度后,钎料熔化(工件未熔化),并借助毛细管作用被吸入和充满固态工件间隙之间,液态钎料与工件金属相互扩散溶解,冷疑后即形成钎焊接头。硬钎焊接头强度较高(大于200MPa),特别适合于交流接触器等电器触头的焊接。表1为常用硬钎料用于铜及黄铜硬钎焊的接头性能,供大家参考。

　　1. 2　常用钎料的编号

　　国标: B(表钎料代号(Braze))+化学元素符号(表钎料的基本组元)+数字(表基本组元的质量分数(% ))+元素符合(表钎料的其它组元,按含量多少排序,不标含量(最多不超过6个))-其它特性标记(表钎料的某些特性,如“V”表示真空级钎料,“R”表示即可作钎料,又可作气焊丝的铜锌含量)。如B(钎料代号)Ag72Cu(银基钎料WAg=72%,并含有铜元素)-V(真空级钎料)冶金部部标:“H1(表示钎料)+元素符号(表钎料基础组元)+元素符号(表钎料主要组元)+数字(表除基础组元外的主要组元的含量)-数字(表钎料中除基本、主要组元之外的其它组元的含量)”如:H1SnPb10表示锡铅钎料Wpb=10% ;H1AlCu26-4表示铝基三元合金钎料Wcu=26%,其它合金元素为4%。机械部部标:“HL(表钎料)+数字(表示钎料的化学组成类型:‘1’表示铜锌合金;‘2’表示铜磷合金;‘3’表银合金;‘4’表铝合金;‘5’表锌合金;‘6’表锡铅合金;‘7’表镍基合金)+数字+数字(表示同一类型钎料中的不同牌号)”,如:HL605-表第5号锡铅钎料。