1.1背景

我国是人口大国近几年，随着人们生活水平的提高和产品的快速更新换代，我国的空调、冰箱的市场规模在“十五”和“十一五”期间有着巨大的增 长，虽然近些年来，增速放慢，但总体的规模已经达到世界第一。而紫铜管凭 借着优良的导热性能和耐腐蚀性能，被广泛的应用于制冷行业。虽然紫铜管的焊接技术越来越受到人们的关注。对它的工艺改进研究从来没有停止过，但是 紫铜管的焊接问题还存在着质量和缺陷问题，影响了它的普及。铜管的连接方 法有气保焊、电弧焊、TIG 焊、钎焊等。但由于铜管导热能力强，传统的焊接 方法如气保焊等会造成未焊透、变形、焊接应力等缺陷。而钎焊凭借着加热快、对母材影响小、效率高、成本低等优点 [4,5]可以很好的解决这些问题[1,2,3]。是焊接铜接头材料的有效方法，有着很大的前景。

1.2研究现状

目前，国内的紫铜管钎焊中普遍采用火焰钎焊技术。火焰钎焊的工艺主要 内容有：

（1）焊前要进行预热、清理表面杂质、油污等，然后立即开始钎焊，防止被迅速氧化[4]。 （2）在焊接过程中，最重要的工艺是对火焰温度的控制，这也是最大的难点，温度过高会导致焊接后出现裂纹，从而导致制冷管路出现泄漏、堵塞等 质量问题[5,6]。裂纹可能是由操作不当和铜管本身缺陷引起的[7]；还有钎焊 气体、助焊剂、钎焊间隙、表面状态等都会影响钎焊的质量[5,6]。（3）在焊后，在接头降温时，要注意隔离空气，防止氧化[4]。

由此可见传统火焰钎焊工艺存在着工件易氧化，温度控制不均等缺陷，而 需要一种更加有效的方法，而感应钎焊技术具有绿色、高效和经济等优点，得到人们的关注。

在钎焊中，影响焊接质量的还有钎焊方式、钎料等。谢芳芳等人[8]在对热水器循环管道工艺改进时，分析了软钎焊和硬钎焊的工艺和成本，在满足温度条件下与硬钎焊比起来，软钎焊的成本更低。钎料的选择对钎焊接头也有着重要的影响。2015年，瞿智明等人[9]研究了不同含量Sn的Cu基钎料,对紫铜钎焊的影响。实验中铜板采用对接放置，在马弗炉中下进行钎焊，在不同温度下、不同Sn含量做多组对比实验，然后对接头进行拉伸测试，对结果进行分析后得出结论：适量的Sn含量可以提高焊接接头力学性能,但含量过高会导致接头性能下降，含量为6%时性能最好。

国外的cu-cu接头焊接研究还很少，大部分是从钎料方面来提升接头的性能。Ashutosh Sharma[10]等人比较铝- 11si - 20cu钎焊合金和其原位复合材料中La2O3含量，往铝-硅-铜基体中添加0.05 %的硬La2O3纳米颗粒，可以抑制大 IMCs和Si颗粒的生长。结果表明，与铝11si - 20cu合金相比，复合钎料的钎焊性能、显微硬度、接头剪切强度和伸长率均有显著提高。Jiasheng Z .等人[11]比较了CuP7.7Sn5.4Ni14Si0.2B0.03非晶钎料和传统钎料对接头强度的影响。发现相同条件下，温度对剪切强度影响最大，非晶接头节点的剪切强度比传统节点高。

Xingxing W 等人[12]采用镀锡铜锌钎料焊接铜接头。采用扫描电镜(SEM)和x射线衍射(XRD)观察锡镀层与铜钎焊接头的表面组织和相。对钎焊接头的拉伸强度进行分析。结果表明，钎焊接头组织中富铜相减少，但出现了金属间化合物Cu_5Zn_8。钎焊接头的抗拉强度随镀层锡含量的增加而先增大再减小。当镀锡量为6.0%时，黄铜钎焊接头的抗拉强度最大。锡镀层作为填充金属钎焊接头的断口形貌与BAg45CuZn钎料钎焊接头的断口形貌相同，均表现为韧性断裂。

Ma X等人[13]采用锡3.8Ag 0.7Cu和锡2Ag 0.8Cu 0.6Sb两种无铅焊料，研究了铜锡金属间化合物在钎料/铜接头界面的发展。同时与100Sn/Cu接头进行对比。无Pb焊点发现薄的(Cu-Sn) IMC层。金属互化物转化为液体的速度较慢,无Pb焊料回流过程中,因此,铜锡IMC的增长速度较慢。根据热力学分析，这种现象是由于银、锑原子的存在降低了铜锡IMC形成的驱动力。