硬焊

硬焊（）是一種焊接方式，将熔點低於欲連接工件之熔填料（钎料）加熱至高於熔點，使之具有足夠的流動性，利用毛細作用充分填充於兩工件間（稱為潤濕），並待其凝固後將二者接合起來的一種接合法。但是，在某些情況下焊縫間隙大到0.6毫米（0.024 in）並不少見。焊接表面的整潔至關重要，因為任何污染都將導致熔填金屬的潤濕性變差。焊前有兩种主要清洗零件的方法：化學清洗和研磨或其它方式的機械清潔。使用機械清潔，除了表面清潔外也保持適當的表面粗糙度，在粗糙表面上比在光滑表面更容易充分潤濕.助焊劑一般選擇是基於對他們對母材的表現。為了有效，助焊劑的化學性質必須兼顧母材及熔填料兩種性質。自熔性合金磷填料將產生脆性磷化物，自熔性合金磷填料如用於焊接鐵或鎳將產生脆性磷化物。。

熔填料
採用何種合金作為熔填料取決於預期用途。一般情況下，熔填料所需的屬性是由3或更多種金屬形成的合金。熔填料的選擇基於下列能力：對母材的潤濕性，所需要承受的工作條件，及比母材熔點更低或其他更特定的溫度。

熔填料（焊材），一般可作成棒、帶、粉、膏、霜、線和形（狀）式。根據不同的應用情形，熔充料可以預先放置在所需位置或在加熱過中投入。對於手工焊，線狀或棒狀（焊條）焊材是最常用的因為他們是最容易使用及加熱。在採用熔爐硬焊時，合金通常已經事先投放，這個過程通常是高度自動化的。
*非晶態箔片鎳，鐵，銅，矽，硼，磷等

焊接氣體
由於焊接作業在高溫下進行，金屬表面在含氧的環境下將發生氧化。因此可能需要使用其他遮護氣體以取代空氣，焊接工作常用的氣體環境（遮護氣體）是：

*空氣：簡單，經濟。許多金屬材料容易氧化，但其組建的規模適用酸洗或機械清洗，可於焊接後輕易去除氧化層。助焊劑往往被用來抵消氧化作用，但它可能削弱結合強度。

• 燃料燃燒釋放的氣體（低氫系，AWS type 1，“放熱作用產生的氣體”）：87％N2，CO211％-12％，5-1％CO，H25-1％用於銀，銅磷、銅鋅焊料用於銅和黃銅焊接。

*燃料燃燒釋放的氣體（脫碳，AWS type 1，“吸熱作用產生的氣體”）：70-71％N2，CO2 5-6％，9-10％CO，H214-15％。用於銅、銀、銅-磷及銅-鋅焊料。用於焊接銅、銅-鎳合金，，中碳鋼。
*燃料燃燒釋放的氣體（乾，AWS type 3，“吸熱作用產生的氣體”）：73-75％N2 CO 10-11％，15-16％H 2。.用於銅，銀，銅-磷，銅-鋅焊料。用於焊接銅，黃銅，低鎳合金，，中、高碳鋼。
*燃料燃燒釋放的氣體（乾燥，脫碳，AWS type 4）：41-45％N2，C O 17-19％，38-40％H2。用於銅、銀、銅-磷、銅-鋅焊料。用於焊接銅，黃銅，低鎳合金，中、高碳鋼。
*氨（AWS類型5）：游離氨（75％的氫，氮25％）可用於多種類型的焊接和退火。便宜。用於銅，銀，鎳，銅-磷，銅-鋅焊料。用於焊接銅，黃銅，鎳合金，，中、高碳鋼和鉻合金。
*氮+氫，低溫或純化（AWS type 6A）：70-99％N2，H2 1-30％。用於銅，銀，鎳，銅-磷，銅-鋅焊料。
*氮+氫+一氧化碳，低溫或純化（AWS type 6B）：70-99％N2，H2 2-20％，1-10％CO用於銅，銀，鎳，銅-磷，銅-鋅熔填料。用於焊接銅，黃銅，低鎳合金，中，高碳鋼。
*氮，低溫或純化（AWS type 6C）：非氧化性，經濟性。在高溫下能與某些金屬，如某些鋼材，形成氮化物。用於銅，銀，鎳，銅-磷，銅-鋅焊料。用於焊接銅，黃銅，低鎳合金，蒙乃爾，中，高碳鋼。
*氫（AWS type 7）：強力脫氧劑，高導熱性。可用於銅焊接和退火鋼。對一些合金可能導致氫脆。用於銅，銀，鎳，銅-磷，銅-鋅焊料。用於焊接銅，銅，鎳合金，蒙乃爾，中，高碳鋼，鉻合金，鈷合金，鎢合金，碳化物。

• 無機蒸氣（各種揮發性氟化物，AWS type 8）：特殊的目的。可以混合AWS 1-5氣體使用以更換助焊劑。用於銀焊黃銅。

*稀有氣體（通常是氬氣，AWS type9）：非氧化性，比氮氣更昂貴的。惰性。零件必須非常乾淨，氣體要純淨。用於銅，銀，鎳，銅-磷，銅-鋅焊料。用於焊接銅，黃銅，鎳合金，蒙乃爾，中，高碳鋼鉻合金，鈦，鋯，鉿。
*稀有氣體+氫氣（AWS type 9A）
*真空：需要淨空工作區。昂貴。不合適其他情形（或有特殊要求）對金屬的高蒸汽壓，如銀，鋅，磷，鎘和錳。用於高品質的接頭，如為應用於航太工業。

常用技法
火炬焊
火炬焊是目​​前最常用的機械化焊接方法。最好是用在小批量生產或專案作業。在一些國家，它佔了焊接作業絕大多數。火炬焊主要有三種類別：手工，機械和自動釬焊炬。

，係應用氣體火焰的熱量在靠近接頭處焊接。火炬可以是手持或夾持在固定的夾具，這取決於是全手工操作或有一定程度的自動化。手工焊是最常用的少量生產方式或在應用於無法採其他釬焊方法的情形。熔爐焊加工過程入熱控制容易（允許使用的零件，局部加熱可能扭曲）且釬焊後無需清洗。熔爐焊常見的焊接氣體包括：惰性氣體，減少大氣壓或真空以保護焊道避免氧化。一些其他優點包括：低單位成本，可大規模生產，精確的溫度控制，並能夠在一次焊多個接頭。使用電爐加熱或電、瓦斯、油的加熱類型取決於爐的形式和應用。熔爐焊的缺點包括：高資本設備的成本，焊接設計較困難和高耗能。

火炬

熔爐

電感應

浸焊

電阻焊

紅外線

電子束和雷射

優缺點
硬焊比起其他金屬連接技術如熔焊具有許多優點。由於釬焊不熔化接合的母材，它可以允許更嚴格的公差和產生乾淨的接頭，而無須進行二次加工。此外，它可焊不同的金屬和非金屬材料（如金屬化陶瓷）。一般情況下，硬焊比起熔焊由於受熱均勻也產生較少的熱變形。可焊複雜和多組件的工件。另一個優點是，硬焊可塗佈或包裹母材以達到防護性目的。最後，硬焊很容易適應大規模生產，實現自動化，因為各個工藝參數對變化不敏感的緣故。

主要缺點是：接頭強度較低，由於使用軟熔填料，焊接接頭的強度很可能是低於母材金屬的強度（與一般電銲接頭強度較母材大不同），但大於填充金屬。另一個缺點是焊接接頭在高溫下可能會損壞

• 純金屬：非合金。通常為貴金屬，例如 - 銀，金，鈀。
• 銀-銅：熔化性良好。銀可增強流動性。共晶合金可用於爐中釬焊。銅含量高的合金容易產生應力裂縫。
• 銀-鋅：類似銅-鋅，用於珠寶首飾，由於高含銀量故通常標示純度標記。顏色匹與銀符合。
• 銅-鋅（黃銅）：常用的材料，通常用於接合鋼和鑄鐵。耐腐蝕，通常不及於銅，矽青銅，銅，鎳，不銹鋼。具適度的韌性。由於鋅的高揮發性，不适合爐焊。銅含量高的銅合金容易產生應力開裂。
• 銀 - 銅 - 鋅：對同樣含銀量的合金，銀-銅-鋅較銀-銅熔點更低。結合銀-銅和銅-鋅的優勢。鋅含量在40％以上時延展性和強度下降，因此這種類型只有較低的鋅含量的合金被使用。鋅含量高於25％時韌性較低的銅-鋅、銀-鋅象顯現。銅含量在60％以上強度減少，及900°C液態以上銀含量超過85％強度降低。銅含量高合金容易產生應力開裂。銀含量高（銀67.5％以上）是用於首飾並予以標示，銀含量較低的合金用於工程目的。銅鋅合金之比約為60:40包含相同的顏色與黃銅匹配，它們是用於連接黃銅。加入少量的鎳提高強度和耐腐蝕性和促進潤濕碳化物。此外鎳錳增加斷裂韌性。此外，加入鎘銀-銅-鋅-鎘合金改進流動性和潤濕性並具有較低的熔點，但鎘是有毒的。此外錫大多可以發揮同樣的作用。
• 銅-磷 ：廣泛用於銅及銅合金。不需要焊劑。也可用於銀，鎢，鉬。富銅合金容易產生應力開裂。
• 銀-銅-磷 ：像銅-磷，更好地改進流動性。具更多的韌性，更好的導電性。富銅合金容易產生應力開裂。
• 金-銀：貴金屬。用於首飾。

參考資料
其他參考
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延伸閱讀
*
*P.M. Roberts, "Industrial Brazing Practice", CRC Press, Boca Raton, Florida, 2004.
*Kent White, "Authentic Aluminum Gas Welding: Plus Brazing & Soldering." Publisher: TM Technologies, 2008.

外部連結
*[http://www.tinmantech.com/html/faq_brazing.php Brazing & Soldering Aluminum, Copper, Brass, etc.]
*[https://web.archive.org/web/20190610064833/http://www.brazingandsoldering.org/ European Association for Brazing and Soldering]
*[http://www.tpub.com/content/construction/14250/css/14250_126.htm Braze welding]

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