由于铅及其化合物是有毒物质，对环境和人体健康的危害极大，Sn-Pb钎料已逐步为无铅钎料所取代。然而，现有的无铅钎料在使用过程中存在易氧化、润湿性不良等问题，影响了焊接工艺和质量。本文通过合金化的方式，系统研究了合金元素Ni、P、AL、Nd对Sn-Cu、Sn-Zn系钎料的抗氧化性能，尤其是波峰焊等动态过程下的抗氧化性能的影响，并探讨了合金元素改善钎料抗氧化性能的机理。针对Sn-Zn系钎料润湿性能不良的问题，研制出了一种适用于Sn-Zn系无铅钎料的助焊剂，以提高Sn-Zn系钎料在铜片上的润湿性，并对助焊剂的综合性能进行了评价。　　 在Sn-0.5Cu无铅钎料中添加微量元素Ni，钎料的抗氧化性能得到了有效的改善，当Ni添加量为0.05％时，钎料在260℃喷流5rain后产生的焊渣量较Sn-0.5Cu降低约30％。实验结果表明：Hi通过在钎料次外层表面形成一种Sn氧化物和Ni氧化物互相固溶的“内阻挡层”，来达到保护钎料不被氧化的目的。Ni的加入会使Sn-0.5Cu钎料金相组织中细小的颗粒状Cu6Sn5相变成条带状，且尺寸变大，合金的抗拉强度增大，但延伸率变化不大。　　 在Sn-0.SCu-0.05Ni中添加第四组元P，钎料的抗氧化性能得到了进一步的改善，Sn-0.5Cu-0.05Ni-0.03P钎料在260℃喷流5min后其焊渣量较Sn-0.5Cu降低超过85％。P的抗氧化机制有两种，一方面P通过在钎料表面发生氧化，生成一层完整致密的保护性氧化膜P4010来有效地阻止钎料直接接触周围的空气；另一方面P通过生成挥发性的P4O6不断消耗钎料表面的O原子，从而保护钎料中的元素Sn不被氧化。P的加入会使β-Sn初晶和包围着初晶的Cu6Sn5微粒/Sn共晶组织分布更加细化均匀，Sn-0.5Cu-0.05Ni中条带状的CueSn5相重新变成了细小的颗粒相，并使合金的抗拉强度和延伸率均有所提高。　　 在Sn-9Zn无铅钎料中添加微量元素Al，可以有效地改善Sn-9Zn钎料的抗氧化性能，当Al含量为60ppm时，钎料在260℃喷流5rain后产生的焊渣量仅为Sn-9Zn的1/10。研究表明：Al一方面通过在钎料表面发生氧化，生成一层完整致密的保护性氧化膜Al203,从而保护钎料不被氧化；另一方面，Al的加入可以使生成的ZnO由六方型向立方型转变，从而使波峰焊过程中产生的泡沫氧化渣减少。Al的加入会使合金组织中出现粗大的针状Zn相，合金的抗拉强度增大而延伸率降低。　　 在Sn-9Zn-60ppmAl中添加第四组元Nd，钎料的抗氧化性能得到了进一步的改善，Sn-9Zn-60ppmAl-0.03Nd钎料在260℃喷流5min后其焊渣量仅为Sn-9Zn的1/20。Nd的抗氧化机制有两种，一方面稀土Nd容易在Sn-Zn-Al钎料的次外层富集，从而进一步地阻止元素Zn的氧化；此外，Nd可以进入Al20s八面体或四面体尖晶石空隙中与氧结合，生成空位数很少、保护性更强的稀土-铝复合氧化膜，提高钎料的抗氧化性能。Nd的加入会使合金组织中深色的针状相尺寸和数量都明显减少，并使合金的抗拉强度和延伸率均有所提高。　　 此外，本文采用两种方法提高了钎料的润湿性能。除了微量的Al、Nd元素能够提高Sn-Zn钎料的润湿性之外，重点是通过改善助焊剂，提高钎料的润湿性能。在松香中添加活性剂环己胺氢溴酸盐或乙酰胺，可以有效地提高Sn-Zn系无铅钎料在铜片上的铺展率，改善其润湿性。采用其复配配方可以获得更佳的润湿效果，最佳复配比为1:1.5。使用复配助焊剂的焊点饱满光亮，形貌规则，经过丙酮清洗后无明显残留物，腐蚀性较小，接头反应层平整光滑，无明显缺陷，显示了良好的焊接质量。Sn-Zn/Cu接头扩散反应层分为两层，分别形成了Cu6Sn5和Cu5Zn8相，整个扩散层厚度约为2μm左右。