TCWAN0092-2023-銅與鋼異種金屬釬焊技術(shù)導(dǎo)則

T/CWAN0092—2023

銅與鋼異種金屬釬焊技術(shù)導(dǎo)則

1范圍

本文件規(guī)定了銅與鋼異種金屬釬焊的基本要求、材料、釬焊方法及設(shè)備、釬焊工藝、質(zhì)量檢驗、

常見釬焊缺欠及解決方法、技術(shù)安全等內(nèi)容。

本文件適用于指導(dǎo)銅與鋼異種金屬釬焊工藝與質(zhì)量控制。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文

件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適

用于本文件。

GB/T679化學(xué)試劑乙醇（95%）

GB/T700碳素結(jié)構(gòu)鋼

GB/T1591低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼

GB/T3323.1焊縫無損檢測射線檢測第1部分X和伽馬射線的膠片技術(shù)

GB/T5231加工銅及銅合金牌號和化學(xué)成分

GB/T6418銅基釬料

GB/T10046銀釬料

GB/T11363釬焊接頭強度試驗方法

GB/T20878不銹鋼和耐熱鋼牌號及化學(xué)成分

GB/T33148釬焊術(shù)語

GB/T33219硬釬焊接頭缺欠

JB/T6045硬釬焊用釬劑

JB/T6966釬縫外觀質(zhì)量評定方法

3術(shù)語和定義

3.1

異種金屬釬焊dissimilarmetalbrazing

兩種不同金屬材料通過釬焊方式連接成完整結(jié)構(gòu)的工藝。

3.2

接頭殘余應(yīng)力jointresidualstress

異種金屬釬焊過程中在釬焊接頭產(chǎn)生的應(yīng)力。

3

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3.3

釬縫金屬brazedmetal

釬料與母材發(fā)生冶金反應(yīng)后，在釬縫間形成的、不同于釬料成分的連接金屬。

3.4

金屬間化合物intermetalliccompounds

銅/鋼異種金屬釬焊時，釬縫金屬中生成的新相物質(zhì)。

3.5

釬焊溫度brazingtemperature

釬焊時為使釬料熔化并填滿釬焊間隙及與母材發(fā)生相互擴散所需要的加熱溫度。

3.6

潤濕性wettability

液態(tài)釬料對母材浸潤和附著的能力。

3.7

釬著率brazedrate

釬焊接頭中實際釬焊面積與名義釬焊面積的比值。

3.8

釬縫間隙brazinggap

在釬焊溫度下的待釬焊試件之間的間隙。

4基本要求

（1）人員應(yīng)掌握釬焊相關(guān)的基礎(chǔ)知識，并經(jīng)過專業(yè)崗位技術(shù)培訓(xùn)，經(jīng)考核合格后，持崗位資格證

上崗。同時人員應(yīng)嚴(yán)格按照相應(yīng)產(chǎn)品的釬焊工藝要求進(jìn)行培訓(xùn)和考試，待考試合格后才能進(jìn)行釬焊操

作；

（2）人員熟悉釬焊設(shè)備的操作；

（3）人員掌握用電安全知識；

（4）場地照明、通風(fēng)、滅火裝置齊全；

（5）乙炔、酒精、氧氣等易燃易爆品嚴(yán)格管理；

（6）設(shè)備應(yīng)在檢定合格期內(nèi)，應(yīng)嚴(yán)格按使用說明書及安全操作規(guī)程使用。

5材料

5.1母材

（1）銅及銅合金的成分應(yīng)符合GB/T5231—2012的相關(guān)規(guī)定；

（2）鋼的成分應(yīng)符合GB/T700、GB/T1591、GB/T20878的相關(guān)規(guī)定；

（3）銅及鋼的可釬焊性能見表1。

4

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表1銅及鋼的可釬焊性能

類別名稱名義成分可釬焊性

銅WCu≥99.9%優(yōu)

普通黃銅Cu-Zn優(yōu)

鉛黃銅Cu-Zn-1.5Pb良好

錳黃銅Cu-39Zn-3Mn-1Al困難

銅及銅合金

鋁青銅Cu-9Al-2Mn困難

Cu-9Al-4Fe

鉻青銅Cu-0.75Cr優(yōu)

硅青銅Cu-3Si-2Mn良

錳白銅Cu-40Ni-1.5Mn優(yōu)

碳鋼優(yōu)

鋼低合金鋼—優(yōu)

不銹鋼良

5.2釬劑

根據(jù)母材類型、釬焊溫度以及工件服役環(huán)境，銅/鋼異種金屬釬焊常用粉狀及膏狀釬劑見表2。

表2銅/鋼異種金屬釬焊常用粉狀及膏狀釬劑

類別牌號成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）使用溫度/℃應(yīng)用范圍

YJ1硼砂100800~1150

碳鋼、銅及銅合金

YJ2硼砂25，硼酐75850~1150

銅基釬劑

硼酐64-66，脫水硼砂17-21，氟化鈣

200（蘇）850~1150

14-16不銹鋼、合金鋼、高溫

合金

YJ6硼酸80，硼砂14.5，氟化鈣5.5850~1150

QJ104硼砂50，硼酸35，氟化鉀15650~850銅合金、鋼、不銹鋼

QJ102脫水氟化鉀42，氟硼酸鉀23，硼酐35600~850

銀基釬劑硼酸，氟硼酸鉀

QJ1013070550~850銅及銅合金、合金鋼、

不銹鋼

QJ103氟硼酸鉀＞95，碳酸鉀＜5550~750

284（蘇）脫水氟化鉀35，氟硼酸鉀42，硼酐23500~850

RJ1ZnCl240，水60290~350銅及銅合金、鋼

銅合金、不銹鋼、鎳絡(luò)

軟釬劑，，水

RJ5ZnCl225HCl2560180~320合金

RJ8ZnCl265，KCl14，NaCl11，NH4Cl10250~400銅及銅合金

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5.3釬料

5.3.1釬料選用原則

（1）釬料應(yīng)具有合適的熔點；

（2）釬料對銅和鋼均具有較好潤濕性；

（3）釬料應(yīng)具有穩(wěn)定和均勻的成分，盡量減少釬焊過程中合金元素的偏析和揮發(fā)；

（4）釬料與母材間的電化學(xué)相容性要好，具有合適的電極電位；

（5）釬料反應(yīng)物性能良好；

（6）釬料要符合環(huán)保要求且具經(jīng)濟性。

5.3.2常用釬料

銅及銅合金與鋼異種金屬釬焊時常用釬料見表3，具體牌號及主要成分見附錄A。

表3銅/鋼異種金屬釬焊釬料選擇表

類別銅與低合金鋼（GB/T1591）銅與碳鋼（GB/T700）銅與不銹鋼（GB/T20878）銅與鑄鐵

B-AgB-AgB-Ag

B-Ag

釬料B-CuZnB-CuZnB-CuZn

B-Au

B-AuB-AuB-Au

5.3.3釬料形態(tài)

根據(jù)釬縫類型選擇其形態(tài)，常見釬料形態(tài)包括絲、棒、環(huán)、箔、膏、顆粒及預(yù)成型體等。

6釬焊方法及設(shè)備

銅及銅合金與鋼異種金屬釬焊通常采用火焰釬焊、感應(yīng)釬焊、真空釬焊等，具體選擇方式見表

4。

表4銅/鋼異種金屬釬焊方法及設(shè)備選擇

釬焊方法釬焊設(shè)備優(yōu)缺點推薦使用范圍

優(yōu)點：設(shè)備簡單，操作靈活，

氧乙炔及焊槍加熱成套設(shè)備，手工

可釬焊形狀不規(guī)則產(chǎn)品。

操作需將火焰調(diào)節(jié)為弱碳化焰，利1.用于小批量焊接。

火焰釬焊缺點：火焰溫度調(diào)解受限，溫

用中性焰或外焰加熱基體，防止不2.用于野外焊接。

度控制困難，操作技術(shù)要求

銹鋼發(fā)生氧化。

高。

電流頻率在450KHz~1000KHz之間優(yōu)點：釬焊效率高；局部加熱

的高頻感應(yīng)焊機，可根據(jù)工件形工件變形較??；勞動條件好；

1.用于自動化或半自動化釬焊。

感應(yīng)釬焊狀、大小設(shè)計相應(yīng)線圈。工件與線可釬焊各種形狀復(fù)雜工件。

2.用于釬焊形狀復(fù)雜的工件。

圈保持3mm~4mm間隙，感應(yīng)電流缺點：釬焊大型工件易出現(xiàn)溫

發(fā)熱區(qū)集中于工件釬焊部位。度不均勻現(xiàn)象。

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優(yōu)點：爐溫均勻，一致性高，

1.釬焊精度要求高，形狀復(fù)雜的工

真空度大于5×10-2Pa；有效加熱區(qū)質(zhì)量可靠。

真空釬焊件。

的爐溫均勻性：±5℃。缺點：設(shè)備投資高、維護(hù)費

2.用于工件的批量釬焊。

大。

7釬焊工藝

7.1工藝流程

常用銅/鋼異種金屬釬焊工藝流程見圖1。

圖1銅/鋼異種金屬釬焊工藝流程

7.2工藝內(nèi)容

7.2.1焊前準(zhǔn)備

（1）檢查待焊工件外觀；

（2）復(fù)檢工件尺寸；

（3）母材、釬料表面清理、噴砂，去除氧化物；

（4）用酒精（GB/T679）超聲清洗母材、釬料，晾干備用；

（5）釬料制備成與釬焊面形狀相近形狀，或選用膏狀釬料或提前預(yù)置。

7.2.2裝備固定

（1）按照圖紙要求進(jìn)行裝配，確保銅/鋼相互位置固定。針對銅/鋼管插接釬焊，應(yīng)保證銅管在

外，鋼管在內(nèi)；

（2）將膏狀釬劑涂在釬料以及母材待焊處，真空釬焊不需涂敷釬劑；

（3）優(yōu)先選用重力定位、突起部定位、配合定位等自身定位方法。無法實現(xiàn)自身定位的可采用夾

具定位，推薦選用夾具材料為鑄鐵或高溫合金；

（4）銅/鋼釬焊間隙與所選釬料有關(guān)，具體見表5，最佳間隙數(shù)值由試驗評審后確定；

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（5）根據(jù)實際情況確定釬料用量，防止釬料無序流動。真空焊時可采用氧化鋁、氧化鎂、氧化鈦

等阻流劑。

表5銅/鋼異種金屬釬焊接頭推薦間隙

序號所選釬料釬焊間隙/mm

釬劑釬焊0.025~0.125

1銀基釬料

氣保護(hù)釬焊0~0.05

2銅釬料氣保護(hù)釬焊0~0.05

3銅鋅釬料釬劑釬焊0.05~0.125

4金基釬料釬劑釬焊0.025~0.125

流動性好的釬料，真空和氣保護(hù)釬焊0~0.05

5鎳基釬料

其他釬料，真空和氣保護(hù)釬焊0.05~0.125

7.2.3序間檢查

（1）工件裝配、固定后應(yīng)符合技術(shù)文件要求；

（2）釬料擺放、釬劑使用復(fù)合工藝要求；

（3）釬焊設(shè)備檢查，確保正常工作。

7.2.4釬焊

（1）工件裝配好后、加熱升溫；

（2）釬焊溫度應(yīng)比釬料液相線溫度高30℃～50℃，常見釬料的熔化溫度見表4；

（3）緩慢均勻加熱，在保證焊接質(zhì)量的前提下盡可能縮短加熱時間。適宜的加熱速度及時間需結(jié)

合工件形狀、尺寸、所用釬料特性等因素綜合考慮；

（4）保溫時間根據(jù)工件大小、釬料與母材間相互作用的劇烈程度而定。大尺寸工件延長保溫時

間，尺寸和間隙小的工件縮短保溫時間。最佳的保溫時間應(yīng)經(jīng)試驗評審后確定；

（5）當(dāng)釬料在熔化狀態(tài)時，用陶瓷棒輕微錯動工件至焊縫處不再有氣泡逸出；

（6）針對銅/鋼異種金屬釬焊，焊后應(yīng)緩慢冷卻?；鹧?、感應(yīng)焊接，焊后放入保溫材料或保溫爐

中冷卻、真空釬焊隨爐冷卻；

（7）焊后工件進(jìn)行表面清理，沸水煮30min～45min后噴砂，清除殘留釬劑、氧化皮；

（8）目視檢查工件有無釬焊缺欠。

8質(zhì)量檢驗

8.1接頭等級

釬焊接頭等級按JB/T6966的規(guī)定分為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級。接頭等級應(yīng)在設(shè)計圖樣中注明。未注明

時按Ⅲ級接頭執(zhí)行。

8

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8.2質(zhì)量要求

8.2.1釬縫外觀

（1）釬縫外露部位均應(yīng)顯示有釬料且光滑連續(xù)，缺焊焊縫長度不超過焊縫總長度的5%；

（2）釬縫處無夾渣、氣孔、過燒、氧化、焊瘤、未釬透等缺欠；

（3）釬縫中允許存在微小的不規(guī)則圓角、局部凹陷、局部表面疏松和非釬料氧化引起的釬角表面

不光滑等缺欠。

8.2.2內(nèi)部質(zhì)量

（1）釬焊接頭內(nèi)部不允許有裂紋；

（2）釬焊后母材不允許有過燒；

（3）Ⅰ級、Ⅱ級釬焊接頭內(nèi)部不允許有穿透性缺欠；

（4）釬著率應(yīng)符合表6的要求。

表6釬著率要求

級別Ⅰ級Ⅱ級Ⅲ級

釬著率≥90%≥80%≥70%

8.3檢驗規(guī)則

8.3.1外觀質(zhì)量

（1）工件焊前準(zhǔn)備、裝配固定、焊后處理均應(yīng)進(jìn)行檢驗；

（2）釬縫應(yīng)進(jìn)行目視外觀檢驗，必要時使用5～10倍放大鏡進(jìn)行，對于有阻擋視線、不能直接目

視的部位可采用反光鏡進(jìn)行觀察。

8.3.2內(nèi)部質(zhì)量

（1）釬焊接頭內(nèi)部質(zhì)量抽檢比例按圖樣或?qū)Ｓ眉夹g(shù)文件的規(guī)定；

（2）根據(jù)工件具體結(jié)構(gòu)特點，可采用滲透檢測、射線檢測、超聲波檢測、致密性檢測等檢驗釬焊

件內(nèi)部質(zhì)量，具體可參照J(rèn)B/T6966的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行；

（3）滲透檢測法可檢測露在表面的缺欠，如裂紋、疏松、縮孔和氣孔等；

（4）致密性檢測法用于檢測釬縫的貫穿性缺欠；

（5）計算釬著率時可采用焊縫無損檢測（具體可參照GB/T3323.1中的相關(guān)規(guī)定）、超聲波和撕

裂釬縫的方法獲取釬縫的實際釬焊面積。

8.3.3釬縫強度測試

常見銅/鋼搭接、插接接頭焊縫強度測試裝置見圖2；常見銅/鋼對接接頭焊縫強度測試裝置見圖

3，具體測試方法按照GB/T11363的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

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圖2常見銅/鋼搭接、插接接頭焊縫強度測試裝置圖

圖3常見銅/鋼對接接頭焊縫強度測試裝置圖

9常見釬焊缺欠及解決方法

銅和鋼釬焊常見缺欠及解決方法見表7。

表7銅/鋼異種金屬釬焊常見缺欠及解決方法

常見缺欠出現(xiàn)原因解決方法

釬縫氧化釬劑選用不當(dāng)，未起到保護(hù)作用合理選擇釬劑

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釬料未流鋪加熱速度過快，母材溫度較低適當(dāng)減緩加熱速度

釬縫夾雜焊前工件表面存在油污、氧化皮等徹底清理工件表面

工件變形銅基銅合金加熱溫度過高，發(fā)生軟化控制加熱時間、檢測工件溫度

工件強度低加熱、保溫時間過長，脆性金屬間化合物生長劇烈縮短加熱時間

焊縫裂紋焊后冷卻速度快，銅、鋼膨脹系數(shù)差異焊后進(jìn)行緩冷、保溫處理

釬焊接頭腐蝕焊后未及時清理釬劑及殘渣徹底清理焊后工件表面

10技術(shù)安全

（1）釬焊操作應(yīng)嚴(yán)格遵守工廠技術(shù)安全的有關(guān)規(guī)定；

（2）釬焊過程中使用的酒精、丙酮等易燃易爆物品的管理應(yīng)嚴(yán)格遵守工廠技術(shù)安全的有關(guān)規(guī)定；

（3）工裝、夾具、工具等必須定置擺放；

（4）安裝釬焊設(shè)備的廠房應(yīng)有通風(fēng)裝置；

（5）釬焊操作前，應(yīng)仔細(xì)檢查水冷系統(tǒng)；

（6）高頻加熱設(shè)備要有專用地線，操作位置鋪設(shè)耐壓絕緣橡膠；

（7）設(shè)備檢修時，必須切斷總電源開關(guān)。

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附錄A

（推薦性）

銅與鋼釬焊推薦用釬料

A1.銅與鋼釬焊推薦用銀基釬料見表A.1。

表A.1銅與鋼釬焊推薦用銀基釬料

成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)熔化溫度/℃

牌號釬焊溫度/℃主要特點

AgCuZnCdSiNiMnTsT?

BAg50CuZnCdNi5015.51615.53632688720～750綜合性好

—

BAg50CuZnNi502028—2660750770～800抗疲勞能力強

BAg49CuZnMnNi4916234.57.5625705725～750潤濕性好、強度高

—

BAg45CuZnSn453024.73—677743773～793綜合性好

填縫性好、抗疲勞

～

BAg40CuZnNi4030282670780800830能力強

Bag45CdZnCu45151624—595630660～680潤濕好、強度高

BAg40CuZnCdNi401617.326.40.3—595605635～680潤濕、流鋪性好

—

BAg40CuZnNi4030282671779800～850潤濕性好

BAg35ZnCu353233685755775～800技術(shù)經(jīng)濟性好

—

潤濕性好、填縫能

—～

BAg25ZnCu254035700790820850力強、強度高

BAg20ZnCu2044690810840～860技術(shù)經(jīng)濟性好

400.15—

BAg12ZnCu1248800830860～890技術(shù)經(jīng)濟性好

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A2.銅與鋼釬焊推薦用銅基釬料見表A.2。

表A.2銅與鋼釬焊推薦用銅基釬料

成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)熔化溫度/℃

牌號釬焊溫度/℃主要特點

CuZnNiMnCoSiSnTsT?

BCu84MnNi84—3.512.5—96510001030～1050沖擊韌度高、強度較高

—

BCu60Zn6039.7—875895925～950釬焊溫度、強度中等

—0.3

BCu54ZnMn5420250.7830860890～910釬焊溫度軟低、強度低

—

BCu58ZnMn4880909940～960通用性強、綜合性能好

5838

BCu58ZnMnCo2890925945～970接頭強度高(L801)

BCu48ZnNi484210——921935965～990接頭強度商、耐高溫

BCu57ZnMnCo57392890930950～970流鋪性好、潤濕性好

BCu54Zn5436——885888900～930適宜沒漬釬焊、燒結(jié)

BCu60ZnSiMn60余量0.15—0.3—870900930～950流動性好、耐高溫疲勞

A3.銅與鋼釬焊推薦用貴金屬釬料見表A.3。

表A.3銅與鋼釬焊推薦用貴金屬釬料

成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)熔化溫度/℃

牌號釬焊溫度/℃主要特點

AuZnNiMnCuSiSnTsT?

H1AuCu2020910940～960

對銅、鋼及其合金具有優(yōu)良的潤濕性

—970～980

H1AuCu2828930940耐蝕性好、延展性好

余量—

H1AuCu5050975

950980～1000

高溫強度優(yōu)異，廣泛應(yīng)用于航空、

——

H1AuNi17.517.5950電子等工業(yè)

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ICS25.160.01

CCSJ33

團體標(biāo)準(zhǔn)

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