早在20年前使用传统的Sn-Pb钎料时,就开始研究如何提高波峰焊钎料的抗氧化能力。从有铅到无铅波峰焊的转换过程中,由于钎料锡含量更高,导致波峰焊过程中氧化渣的产生量很大。氧化渣的大量产生不但造成生产中的浪费,还会影响焊接质量,因此控制钎料氧化渣的产生量是无铅波峰焊技术必须要解决的一个重要问题。目前市场上推出了一系列的抗氧化钎料,但是这些钎料的抗氧化寿命都很短,没有真正起到抗氧化的作用。本课题选用目前最有市场前景的Sn-0.7Cu钎料作为基体钎料,通过微量元素的加入来改善钎料的抗氧化性能。根据抗氧化元素选择的原则,本课题选作为抗氧化的元素为:In、Ge、Ga、Sb、P。通过对比这几种元素加入后对Sn-0.7Cu钎料抗氧化性和润湿性的影响,抗氧化元素本身的价格对比等,可以得出P是最具有实用性的抗氧化元素。P作为抗氧化元素加入到Sn-0.7Cu钎料中,能显著提高钎料的抗氧化能力,其最佳含量范围是0.0085wt%~0.011wt%。在模拟波峰焊条件下,氧化渣的产生量比普通Sn-0.7Cu钎料减少60%左右。通过温度对钎料抗氧化性影响的关系,可以得到,加P钎料的抗氧化有效温度范围是340℃以下。通过对钎料氧化渣的X衍射分析和表面氧化膜层的俄歇能谱分析(AES),研究了微量元素的抗氧化机理:由于亲氧集肤效应,加入的微量抗氧化元素优先于Sn与焊接气氛中的氧作用,生成致密完整的氧化膜,保护合金不致被进一步氧化。当这种表面“阻挡层”被机械破坏后,立即形成相同结构的新膜,继续起到保护作用。在无铅波峰焊焊接过程中,随着焊接工作时间的延长,原来具有抗氧化能力的钎料中的P被不断的消耗到氧化渣中,钎料逐渐丧失抗氧化能力。通过实验分析可以发现,Sn-0.7Cu-P钎料在模拟波峰焊中,焊接温度为260℃条件下的寿命是5小时。为了实现钎料的长效抗氧化,选用了氮气保护的波峰焊和定时添加抗氧化药剂两种方法来解决。氮气保护的波峰焊能进一步降低钎料氧化渣的产生量,延长钎料的抗氧化寿命。实验研制出的抗氧化药剂,不但价格便宜,而且方便实用,解决了目前波峰焊钎料抗氧化寿命短的问题。