3.3.3　助焊剂的作用

下面以母材为Cu、焊料为Sn-Pb共晶合金为例，分析松香型助焊剂的作用。

1．去除被焊金属表面的氧化物

母材Cu暴露在空气中，低温时生成Cu2O，高温时生成CuO；Sn-Pb焊料在熔融状态时主要生成SnO、SnO2及少量的PbO。焊接过程中的首要任务是清除氧化膜。

（1）松香去除氧化膜

松香的主要成分是松香酸。松香酸在活化温度范围下能够与母材及焊料合金表面的氧化膜起还原反应，生成松香酸铜（残留物）。松香酸铜只与氧化铜发生反应，不与钝铜发生反应，因而没有腐蚀问题。松香酸铜可溶于许多溶剂，但不溶于水，需要使用溶剂、半水溶剂或皂化水来清洗。松香去氧化物的通用式为

RCO2H+MX===RCO2M+HX

（3-1）

式中，RCO2H为助焊剂中的松香酸（前面提到的C19H29COOH）；M为锡（Sn）、铅（Pb）或铜（Cu）；X为氧化物（oxide）、氢氧化物（hydroxide）或碳酸盐（carbonate）。

（2）活性剂去除氧化膜

有机构研究了硬脂酸与氧化铜的反应，认为其去除氧化膜的过程是按如下方式进行的：

硬脂酸铜在钎焊温度下会发生热分解，吸收氢气，生成硬脂酸和铜，反应式如下：

（3）助焊剂中的金属盐与母材进行置换反应

助焊剂中的金属盐会与母材进行置换反应。

（4）有机卤化物去氧化膜作用

有机卤化物在加热过程中发生分解，通常使用的活性剂是有机胺的盐酸盐。这些活性剂在加热时能释放出HCl并与Cu2O、SnO、PbO起还原反应，使氧化膜生成氯化物（残留物）。氯化物能溶于水和溶剂，因此可以清洗掉。其反应式如下：

2．防止焊接时金属表面的高温再氧化

焊接时助焊剂涂覆在金属表面，使其与空气隔离，可有效防止金属表面高温下再氧化。

3．降低焊料的表面张力、增强润湿性、提高可焊性

助焊剂中的松香酸和活性剂的活化反应就是分解、还原和置换反应，在化学反应时会发出热量和激活能，促进液态焊料在金属表面漫流，增加表面活性，从而提高液态焊料的浸润性。从图3-11（a）中可以看出，未滴加助焊剂焊接时，由于液态焊料表面张力大、润湿性差，呈半熔状态；图3-11（b）是滴加助焊剂后的现象，由于助焊剂降低了表面张力，迅速去除了金属表面的氧化层，出现了润湿现象，有利于扩散、溶解、冶金结合，提高了可焊性。

4．促使热量传递到焊接区

由于助焊剂降低了熔融焊料的表面张力和黏度，增加了液态焊料的流动性，因此有利于将热量迅速、有效地传递到焊接区，加速扩散速度。