藥芯釬料研究進(jìn)展與綠色釬焊應(yīng)用

楊 驕，龍偉民，2，秦 建，司 浩，鐘素娟

1.鄭州機(jī)械研究所有限公司 新型釬焊材料與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450001

2.中機(jī)智能裝備創(chuàng)新研究院（寧波）有限公司，浙江 寧波 315700

0 前言

焊接技術(shù)是一種用于金屬熱連接的主要工藝。早在19世紀(jì)以前，焊接工藝就已經(jīng)被人類(lèi)大量應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際中。隨著社會(huì)進(jìn)步，傳統(tǒng)的焊接工藝如鍛焊、弧焊因?yàn)槲廴敬?、焊接性能較差，無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，尋找新的連接方法成為當(dāng)務(wù)之急。在現(xiàn)代社會(huì)，焊接技術(shù)的工藝類(lèi)別多種多樣，釬焊、熔焊、壓焊共同構(gòu)成了現(xiàn)代焊接技術(shù)的三大組成部分。釬焊[1]是一種利用熔化的液態(tài)釬料填充未熔化母材的縫隙，使金屬得以連接的焊接方法。較之熔焊，釬焊時(shí)僅釬料熔化，母材不熔化；較之壓焊，釬焊時(shí)并不對(duì)焊件施加壓力。隨著新技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，釬焊在異種材料連接和復(fù)雜、薄壁、精密構(gòu)件制造中有著顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在機(jī)械、電子、電器、化工、航空航天以及制造業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

釬焊通常采用釬料和釬劑分離的方法，釬料在熔煉澆筑過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生粉塵、重金屬蒸汽、有毒氣體等，而在焊接過(guò)程中又會(huì)產(chǎn)生弧光、煙塵、煙氣等，存在著生產(chǎn)污染、使用污染、處理污染、危害人體健康等重大問(wèn)題。此外，每年釬焊過(guò)程中會(huì)生產(chǎn)出數(shù)以百萬(wàn)噸計(jì)的廢棄焊接結(jié)構(gòu)，由于釬料和母材的異質(zhì)性，釬焊構(gòu)件回收難度更大，毒害元素更易進(jìn)入環(huán)境，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞。因此尋求綠色化釬焊成為了釬焊領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

國(guó)務(wù)院發(fā)布的“十四五”規(guī)劃在“十三五”規(guī)劃的基礎(chǔ)上再次強(qiáng)調(diào)綠色發(fā)展，加快發(fā)展方式推進(jìn)綠色轉(zhuǎn)型，踐行綠色發(fā)展理念，全面推行綠色制造。釬焊作為制造業(yè)的重要組成部分，實(shí)現(xiàn)綠色釬焊日益迫切，因此尋求釬料無(wú)害化和高效低碳的釬焊工藝成為釬焊乃至整個(gè)焊接領(lǐng)域研究的重點(diǎn)與難點(diǎn)[2]。

本文基于現(xiàn)有的藥芯釬料研究文獻(xiàn)，介紹了兩種藥芯釬料的開(kāi)發(fā)進(jìn)展，梳理了目前藥芯釬料的研究?jī)?nèi)容，討論釬焊工藝對(duì)接頭組織和性能的影響，并針對(duì)當(dāng)下存在的問(wèn)題與未來(lái)的研究方向進(jìn)行探討。

1 藥芯釬料發(fā)展現(xiàn)狀

傳統(tǒng)釬焊材料中釬料和釬劑分離，在施焊時(shí)將釬劑蘸取并涂抹于釬料上，用于去除母材和釬料的氧化膜，抑制母材及釬料的氧化，起到界面活性作用，從而提高釬料的潤(rùn)濕性。釬劑通常為粉狀或糊狀，因此多采用蘸取釬劑法進(jìn)行施焊，釬劑存在過(guò)量現(xiàn)象，大量的釬劑易揮發(fā)，會(huì)污染空氣，而且焊后殘留的釬劑具有較強(qiáng)的腐蝕性，容易造成二次污染；此外，焊前添加釬劑的工序?qū)е轮评?、工具等行業(yè)難以完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化柔性生產(chǎn)[3-4]。因此，藥芯釬料應(yīng)運(yùn)而生，它將釬劑置于焊絲內(nèi)部，釬料和釬劑協(xié)同使用，免除了蘸取工序，減少了釬劑揮發(fā)，有效保護(hù)了環(huán)境，實(shí)現(xiàn)綠色化發(fā)展。

藥芯釬料是釬料外皮包裹著芯部釬劑的復(fù)合材料，起源于鋼藥芯焊絲。目前比較常見(jiàn)的有藥芯銀釬料、藥芯鋁釬料、帶芯錫鉛釬料、藥芯銅釬料、不銹鋼藥芯釬料[4]等。市面上的藥芯釬料按結(jié)構(gòu)可以分為無(wú)縫藥芯釬料和有縫藥芯釬料[3]。目前國(guó)內(nèi)無(wú)縫藥芯銀釬料主要通過(guò)管狀焊條法和鑄錠擠壓法生產(chǎn)；有縫藥芯銀釬料通過(guò)帶材軋制或卷制法制備，制造工藝相對(duì)容易，工序簡(jiǎn)單，所以有縫藥芯銀釬料在藥芯銀釬料的市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位[5]，但容易出現(xiàn)漏粉、吸潮等問(wèn)題。按形態(tài)可分為藥芯焊條、藥芯焊環(huán)（單圈）、藥芯焊環(huán)（多圈），應(yīng)用于不同場(chǎng)合（見(jiàn)圖1）?，F(xiàn)有的藥芯焊絲直徑已經(jīng)做到0.4 mm。本文著重介紹目前應(yīng)用較多、市場(chǎng)較廣的藥芯鋅鋁釬料和藥芯銀釬料。

圖1 藥芯釬料Fig.1 Flux-cored brazing filler metal

2 藥芯鋅鋁釬料

鋅鋁釬料[6]最常用于釬焊鋁/鋁或銅/鋁異種金屬，具有熔點(diǎn)適中、連接強(qiáng)度高、接頭耐腐蝕性能好等優(yōu)點(diǎn)，但釬劑與釬料分離需要頻繁添加過(guò)量的釬劑[7]，導(dǎo)致焊后需要清理殘余釬劑，造成環(huán)境污染。為了貫徹綠色發(fā)展理念，研發(fā)生產(chǎn)出了藥芯鋅鋁釬料，芯部添加釬劑，極大提高了工作效率，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序，得到了廣泛應(yīng)用。藥芯鋅鋁釬料由外部包覆金屬Zn-Al合金和芯部氟化物釬劑組成[8]，主要使用熔點(diǎn)相對(duì)較低（440～480℃）、無(wú)腐蝕且去膜能力強(qiáng)的CsF-AlF3釬劑。它的制造工藝除常用的帶材軋制、帶材卷制外還有鑄錠擠壓、粉末合成等[8-10]。然而，大量應(yīng)用時(shí)，Zn-Al釬料在存儲(chǔ)及運(yùn)輸過(guò)程中存在的問(wèn)題凸顯了出來(lái)。存放時(shí)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，釬料出現(xiàn)“脆斷”現(xiàn)象，即塑性降低，硬度升高，極易斷裂。趙丹[11]通過(guò)研究在自然環(huán)境、高溫和高濕三種環(huán)境下放置釬料的組織與性能的變化，解釋了“脆斷”現(xiàn)象的產(chǎn)生。張靚穎[12]在此基礎(chǔ)上更細(xì)致地劃分了不同的存儲(chǔ)環(huán)境（水蒸氣、干燥、低溫濕潤(rùn)和鹽霧），研究水汽、溫度等對(duì)ZnAl2和ZnAl15藥芯釬料的組織和力學(xué)性能的影響，找到了“脆斷”的來(lái)源是由于水汽引起晶間腐蝕和相變，造成宏觀(guān)性能的脆化。溫度和鹽霧也會(huì)加劇晶間腐蝕和相變的程度，致使接頭焊縫處強(qiáng)度極低，難以應(yīng)用。因此，為了抑制釬料脆化，通過(guò)向藥芯鋅鋁釬料[13]里添加一些金屬元素，如Cu、Ag、Al、Si、Mg、稀土等元素，使釬料性能得以提升，抗晶間腐蝕能力增強(qiáng)。

2.1 合金元素的影響

2.1.1 Cu元素的影響

純銅又稱(chēng)紫銅，熔點(diǎn)為1 083℃，具有良好的導(dǎo)熱性、耐蝕性、延展性和一定的強(qiáng)度。在Zn-Al釬料中加入銅在理論上可以提高固相線(xiàn)溫度，減少熔化區(qū)間?？茁?shù)萚14]發(fā)現(xiàn)在85Zn15Al釬料中添加Cu元素對(duì)組織有較好的彌散強(qiáng)化作用，使熔化溫度略有下降，在鋁板上的鋪展性能明顯改善，釬焊接頭強(qiáng)度得到提高。Zn-Al釬焊合金鑄態(tài)顯微組織如圖2所示，隨著Cu含量增加，鑄態(tài)釬料初生相逐漸變大、枝晶增多，并伴隨有魚(yú)骨狀的白亮色新相析出，從而提高釬料的力學(xué)性能。Gancarz T等[15]研究了在Zn-12Al合金中添加Cu對(duì)Cu/Al基片熱性能和潤(rùn)濕性的影響，發(fā)現(xiàn)添加Cu會(huì)在釬焊接頭界面處有Cu-Zn金屬間化合物（IMC）相存在，且隨著溫度升高，IMC層增加，潤(rùn)濕性能顯著提高。Kolehák R等[16]使用近共晶型Zn-Al-Cu釬料，采用無(wú)助焊劑超聲焊接鋁合金Al7075與銅基板，結(jié)果表明：焊料微觀(guān)結(jié)構(gòu)主要由Al-Zn固溶體組成的基體和析出的CuZn4和CuAl2金屬間化合物組成。Cu的增加使Zn5Al的剪切強(qiáng)度從136 MPa升高到167～187 MPa（見(jiàn)圖3）。LI[17]在Zn-Al釬料中加入Cu的基礎(chǔ)上添加了微量的In元素，發(fā)現(xiàn)添加3%In使得焊料具有最高的腐蝕電位和最慢的腐蝕速率，主要原因是焊料中分散分布著較多抗腐蝕性強(qiáng)的γ（CuZn4）相。

圖2 Zn-Al釬焊合金鑄態(tài)顯微組織[14]Fig.2 As-cast microstructure of Zn-Al brazing alloy[14]

圖3 Zn5Al3Cu焊料制造的焊接接頭強(qiáng)度[16]Fig.3 Strength of soldered joints fabricated with Zn5Al3Cu solder[16]

2.1.2 Ag元素的影響

Ag的熔點(diǎn)是961℃，根據(jù)Zn-Ag二元相圖和Al-Ag二元相圖可知，Ag的加入會(huì)生成Ag-Al、Ag-Zn化合物，對(duì)合金釬料的固液相線(xiàn)溫度影響不大。孔聰[18]研究了Ag、Cu對(duì)鋅鋁釬料性能的影響。由圖4可知，隨著Ag含量的增加，初生相由較小的等軸樹(shù)枝晶逐漸粗化，Ag含量為1.5wt.%時(shí)，樹(shù)枝晶二次枝晶明顯粗化，組織均勻性變差；加入適量的Ag元素，釬料的固、液相線(xiàn)均呈上升趨勢(shì)，提高了釬料的流動(dòng)性與耐蝕性。Yu R等[19]將添加微量Ag的Zn-2wt.%Al合金制成鑄態(tài)和線(xiàn)形。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，加入Ag使鑄態(tài)Zn-Al合金[19]中的初生η-Zn枝晶和共晶層狀β-ZnAl均粗化；此外，隨著Ag含量的增加，易腐蝕的富鋁相減少，有利于產(chǎn)生阻礙腐蝕介質(zhì)沿微裂紋擴(kuò)散的耐腐蝕相，降低氧化增重量和腐蝕層深度。Adedayo A V[20]研究了固溶熱處理對(duì)鋅鋁（ZA5）釬料合金拉伸性能的影響，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)固溶熱處理后合金結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，抗拉強(qiáng)度提高。張滿(mǎn)[21]通過(guò)添加Ag元素細(xì)化了Zn-Al釬料顯微組織，發(fā)現(xiàn)添加Ag元素后，釬縫中塊狀CuAl2相尺寸變小，應(yīng)力集中傾向降低，對(duì)應(yīng)的釬焊接頭強(qiáng)度提高。當(dāng)Ag添加量為3.3wt.%時(shí)，釬焊接頭強(qiáng)度達(dá)到最高（見(jiàn)圖5），斷口為韌窩狀形貌。

圖4 Zn-Al-Ag釬焊合金的鑄態(tài)顯微組織[18]Fig.4 As-cast microstructure of Zn-Al-Ag brazing alloy[18]

圖5 釬焊接頭的力學(xué)性能[21]Fig.5 Mechanical properties of brazed joints[21]

2.2 工藝參數(shù)的影響

Jin Y等[22]采用Zn-22Al藥芯焊絲，利用激光焊接技術(shù)搭接連接Q235鋼與AA5052鋁合金，發(fā)現(xiàn)隨著激光功率的增加，界面IMC的類(lèi)型保持不變，對(duì)接頭彎曲性能的影響也非常有限（見(jiàn)圖6），但會(huì)使界面溫度大幅升高，導(dǎo)致擴(kuò)散反應(yīng)加劇，最終IMC層的厚度和形態(tài)發(fā)生了顯著變化。Wang L等[23]以Zn-10%Al藥芯焊絲為填充材料，采用IPG-YLS-4000光纖激光器焊接T2銅板和LY16鋁合金板，得到接頭主要分為銅側(cè)釬焊區(qū)、焊縫中心區(qū)和鋁側(cè)熔焊區(qū)[24]，隨著激光功率、焊接速度和線(xiàn)能量的增加，接頭的抗拉強(qiáng)度先增大后減小，IMC層的厚度隨著線(xiàn)能量的增加而線(xiàn)性增加。曾鵬等[25]以鋅鋁藥芯釬焊絲為焊接材料，采用新型釬焊工藝（利用火焰作為熱源，以TIG焊的操作手法進(jìn)行焊接），該方法結(jié)合了TIG焊和釬焊的特點(diǎn)，操作方便。與傳統(tǒng)爐中釬焊相比，該方法得到的接頭組織致密，抗剪強(qiáng)度較高。周宇浩[26]同樣采用激光熔釬焊方式對(duì)5052鋁合金和T2紫銅進(jìn)行對(duì)接試驗(yàn)，主要研究焊絲組分、激光功率、離焦量和焊接速度對(duì)鋁/紫銅接頭微觀(guān)組織和力學(xué)性能的影響。不同離焦量下的鋁/紫銅接頭各區(qū)域顯微組織如圖7所示，焊縫區(qū)域由CuZn5相和Zn-Al共晶體組成，鋁側(cè)熔化焊焊縫區(qū)有明顯的熔化焊特征，在鋁側(cè)界面成柱狀晶區(qū)向焊縫中心生長(zhǎng)。在一定參數(shù)范圍內(nèi)，隨著激光功率、離焦量和焊接速度的增加，接頭抗拉強(qiáng)度均先增大后減小。分析接頭斷裂行為，在銅側(cè)釬焊區(qū)斷裂時(shí)，斷裂方式為解理斷裂，主要受Al-Cu共晶區(qū)和硬脆的IMC層影響；在焊縫斷裂時(shí)，斷裂方式為介于解理斷裂和韌窩斷裂之間的準(zhǔn)解理斷裂。

圖6 激光功率對(duì)接頭彎曲性能的影響[22]Fig.6 Effect of laser power on bending property of joint[22]

圖7 不同離焦量下接頭微觀(guān)組織[26]Fig.7 Microstructures of the joints under different defocusing amounts[26]

隨著新技術(shù)的應(yīng)用，藥芯鋅鋁釬料易老化的機(jī)理為人所知，雖然通過(guò)采用新工藝可以得到部分改善，但仍未從根本上有效解決釬料脆化、變質(zhì)失效等問(wèn)題，所以如何對(duì)性能優(yōu)越的鋅鋁釬料進(jìn)行新一輪的研發(fā)創(chuàng)新仍面臨巨大的挑戰(zhàn)。

3 藥芯銀釬料

近年來(lái)，為了適應(yīng)釬焊向高效率、高質(zhì)量、自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展的趨勢(shì)，隨著鋼藥芯焊絲的快速發(fā)展，其他新型藥芯釬料也隨之出現(xiàn)，但受到生產(chǎn)工藝與加工水平的影響，仍處于起步階段。藥芯銀釬料是由帶狀銀釬料包覆一定比例的粉末釬劑制成[4，6]。與實(shí)心銀釬料相比，具有節(jié)省釬劑、提高生產(chǎn)效率、減少環(huán)境污染、便于自動(dòng)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。雖然銀釬料有熔化溫度適中、強(qiáng)度高、潤(rùn)濕性好、綜合性能優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)，但成形性較差，相比于藥芯鋅鋁釬料在制造工藝方面略顯落后，應(yīng)用范圍較窄。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)藥芯銀釬料的關(guān)注度逐漸升溫，各個(gè)科研院所與企業(yè)在該領(lǐng)域取得了不少研究成果。王蒙等[27]針對(duì)Sn含量高導(dǎo)致AgCuZnSn釬料難以加工成形的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種添加CuSn合金粉粉芯的復(fù)合藥芯銀釬料，研究了粉芯中添加不同含量CuSn合金粉對(duì)藥芯銀釬料的潤(rùn)濕性、釬焊接頭組織及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，隨著合金粉含量的增加，復(fù)合藥芯銀釬料的潤(rùn)濕面積不斷增大（見(jiàn)圖8），釬焊接頭顯微硬度不斷升高，抗拉強(qiáng)度呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。浦娟等[28]研究了CeO2對(duì)Ag30CuZnSn藥芯銀釬料性能的影響，探索CeO2對(duì)潤(rùn)濕鋪展性能和釬縫組織的作用機(jī)理，發(fā)現(xiàn)適量添加CeO2可以提高藥芯銀釬料的潤(rùn)濕鋪展性能，理論認(rèn)為是高價(jià)態(tài)的CeO2促進(jìn)去膜反應(yīng)的進(jìn)行，從而提高銀釬料在紫銅板表面的潤(rùn)濕鋪展性能。于華[29]等使用Bag30T藥芯釬料對(duì)Cu/Q235A異種金屬進(jìn)行感應(yīng)釬焊試驗(yàn)，研究了Cu/Q235A異種金屬釬焊接頭的力學(xué)性能和耐腐蝕性能。龍偉民[30]等發(fā)明了一種自帶增韌性合金的藥芯銀釬料，包括銀基釬料外皮和填充在外皮內(nèi)的芯粉，芯粉由釬劑、銀合金、銅合金混合而成。它以中間合金的形式在釬劑中添加了Sn、Ni、Si等金屬元素，當(dāng)釬料外皮合金元素含量較低時(shí)，仍能保證其具有優(yōu)良的加工性能，釬料具有良好的潤(rùn)濕性和流動(dòng)性，同時(shí)提高了焊縫的強(qiáng)度、低溫沖擊韌性和抗裂性能，降低了韌脆轉(zhuǎn)變溫度。該釬料的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了釬劑方便、高效的預(yù)加入，具有釬焊時(shí)裝配方便、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)、成本低等優(yōu)點(diǎn)。LUCAS-MILHAUPT公司[31]研發(fā)了一種低銀、低鎳藥芯銀釬料，具有約30%（按質(zhì)量計(jì)）的Ag、約36%的Cu、約32%的Zn和約2%的Ni。按上述規(guī)定量添加Ni可提高水溶液中的界面抗腐蝕性，有助于提高合金的強(qiáng)度，并改善在黑色金屬和有色金屬基底上的潤(rùn)濕性。由于銀釬料價(jià)格昂貴、造價(jià)高，其成形性相比鋁釬料合金差，近些年國(guó)外有關(guān)藥芯銀釬料方面的論文較少[32]，現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)相關(guān)研究大多圍繞著添加合金元素促使釬料改性來(lái)改善藥芯銀釬料難以加工成形的問(wèn)題。

圖8 30%CuSn合金粉芯藥芯銀釬料在銅板上的鋪展?jié)櫇襁^(guò)程[27]Fig.8 Spreading and wetting process of 30%CuSn alloy core flux-cored silver solder on copper plate[27]

4 環(huán)境效益

合金釬料大多存在脆性大、壓延加工難度大、難以加工處理等問(wèn)題，針對(duì)這些難點(diǎn)，采用原位合成共性技術(shù)即通過(guò)外層鍍覆合金釬料，以藥芯釬料為載體，研發(fā)出了顆粒增強(qiáng)增韌型、潤(rùn)濕先導(dǎo)型、金屬芯型三種不同性能的藥芯釬料，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控量、嚴(yán)格控能。河南智聯(lián)寰宇知識(shí)產(chǎn)權(quán)運(yùn)營(yíng)有限公司[33]提供了一種鋁芯釬焊條，包括微米顆粒增強(qiáng)鋁釬料內(nèi)芯和粘附內(nèi)芯表面的鋁釬劑藥皮，內(nèi)芯主要由金屬合金相和Al2O3顆粒組成，可以改善釬焊層與鋁合金基體間的抗拉強(qiáng)度。鄭州機(jī)械研究所有限公司[34]開(kāi)發(fā)出一種金屬顆粒增強(qiáng)藥芯鋁焊絲，本體由Al-Si合金外皮和填壓其內(nèi)的藥芯粉組成，是具有較薄外皮且較細(xì)的焊絲。2016年鄭州機(jī)械研究所[35]公開(kāi)了一種含釬劑內(nèi)芯的具有潤(rùn)濕先導(dǎo)作用的藥芯釬料，內(nèi)芯的外表面依次包覆有錫層和基體釬料層，成形后的藥芯釬料的橫截面多呈圓形或多邊形，具有成形美觀(guān)、錫利用率高、自動(dòng)、精確、定量添加釬劑的優(yōu)點(diǎn)。使用藥芯釬料，釬焊反應(yīng)可以從位置、溫度、時(shí)間及質(zhì)量等多方面得到精準(zhǔn)控制，實(shí)現(xiàn)高效使用釬劑、精準(zhǔn)加熱合金和釬劑、合金和釬劑反應(yīng)及時(shí)以及在釬縫位置的精確反應(yīng)，完美控制釬焊過(guò)程。此外，與傳統(tǒng)釬料相比，藥芯釬料解決了去膜活化效率低的歷史難題，達(dá)到大幅減排節(jié)材的效果。藥芯釬料應(yīng)用在冰箱制造業(yè)領(lǐng)域上，平均每臺(tái)冰箱可節(jié)約2.05～2.87 g釬料（5～7個(gè)焊點(diǎn)）。全面推廣藥芯釬料，冰箱制造行業(yè)每年可節(jié)約釬料100 t以上，減少釬劑用量數(shù)百?lài)?，同時(shí)可以減少75%～90%的有害釬劑排放，每年可減少排放數(shù)百萬(wàn)立方的腐蝕性污水，真正達(dá)到焊接環(huán)境安全與健康的目的。

5 結(jié)論與展望

作為一種高效綠色低碳型釬焊材料，藥芯釬料的發(fā)展推動(dòng)著釬焊乃至整個(gè)焊接領(lǐng)域的創(chuàng)新。近幾年來(lái)，藥芯釬料在制造工藝和釬料改性等方面取得顯著進(jìn)展，但仍存在一些問(wèn)題值得探索。

5.1 低成本化

目前，藥芯銀釬料的制造技術(shù)日趨成熟。與使用實(shí)心釬料和外加釬劑進(jìn)行釬焊比，用藥芯銀釬料進(jìn)行釬焊時(shí)，釬劑用量和釬劑殘留量大大減少，如圖9所示[32]。藥芯銀釬料中銀含量較高，尤其在現(xiàn)在貴金屬價(jià)格高漲的情況下，更不符合低成本高回收率的需求。因此，應(yīng)持續(xù)推進(jìn)適宜的新型藥芯釬料的研發(fā)和創(chuàng)新，開(kāi)展含不同合金元素的藥芯釬料用以改善成形能力的綜合性研究，以實(shí)現(xiàn)高效成形；且銀的成本高，尋求替代藥芯銀釬料的其他藥芯釬料，以降低釬料成本亦成為重中之重。

圖9 藥芯銀釬料與實(shí)心釬料釬劑用量對(duì)比[32]Fig.9 Comparison of flux dosage between flux-cored silver solder and solid solder[32]

5.2 高性能化

藥芯釬料應(yīng)用較多的是有縫型，制備時(shí)大多存在填充系數(shù)（釬劑和外皮釬料的質(zhì)量比）不穩(wěn)定、釬劑釬料易變質(zhì)等情況，例如藥芯銀釬料有漏粉、斷粉、釬劑吸潮，藥芯鋁釬料存在變質(zhì)失效、釬料脆化等問(wèn)題。針對(duì)有關(guān)藥芯釬料釬焊過(guò)程中存在的上述問(wèn)題，可以借助數(shù)值模擬技術(shù)建立釬焊工藝分析模型，分析藥芯釬料在成形時(shí)的金屬外皮、芯部釬劑的熔化時(shí)效與流動(dòng)規(guī)律，解決出現(xiàn)的漏粉、斷粉等情況，從而確保藥芯釬料釬縫的高質(zhì)量和高可靠性。

5.3 無(wú)腐蝕化

藥芯釬料在使用過(guò)程中節(jié)省了釬劑的使用，但仍舊會(huì)有少量的釬劑殘留，給接頭帶來(lái)腐蝕影響，并且長(zhǎng)期存放也會(huì)使內(nèi)部釬劑對(duì)金屬外皮產(chǎn)生腐蝕，影響釬料質(zhì)量。而目前在無(wú)腐蝕性釬劑的開(kāi)發(fā)方面研究較少。故加強(qiáng)無(wú)腐蝕性釬劑的研究，不僅要考慮其工藝性能，還要以生產(chǎn)無(wú)害、節(jié)省成本、優(yōu)化性能為目的，在此基礎(chǔ)上研發(fā)出適用于各類(lèi)藥芯釬料的配套釬劑。

5.4 高一致化

目前的制造工藝仍多以傳統(tǒng)加工工藝如軋制、卷制為主，創(chuàng)新性藥芯釬料加工技術(shù)多集中在實(shí)驗(yàn)室階段，成本較高，未能真正用于工程實(shí)踐與生產(chǎn)中，實(shí)現(xiàn)大批量制造，這在極大程度上制約了藥芯釬料的應(yīng)用推廣。針對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)制備工藝工序復(fù)雜繁瑣、人工成本高昂的問(wèn)題，要持續(xù)創(chuàng)新藥芯釬料加工制備工藝，開(kāi)展高效、精密、優(yōu)質(zhì)藥芯釬料成形技術(shù)研究，助推釬焊行業(yè)向綠色化、自動(dòng)化、智能化發(fā)展。