扩散焊是以“物理纯”表面的主要特性之一为根据,该种表面由于开裂的原子键而具有“结合”能力。采用真空和其他净化表面的方法之后,就有可能利用上述原子结合力,来连接两个和两个以上的表面,随后表面上产生的扩散过程提高了这一连接的强度。扩散焊接要求有一足够的挤压力,以便使焊接表面之间的距离缩短到原子之间力的相互作用半径。连接某一材料所需的压力应足以消除工件表面微观的不平度。在真空中,高于再结晶温度时只施加不大的压力,就足以使相接触的焊件接合如果连接区域扩散开,并具有体积特性时,则就获得了连接的可靠性和强度。真空扩散焊时真空度只达到5×10-4乇,被焊零件周围气氛的比较低纯度为%时已能获得良好的结果。 钢与铜及铜合金扩散焊接。不锈钢筛网制造厂
真空 扩散焊是将两个待焊工件紧压在一起,并置于真空或保护气氛炉内加热,使两焊接表面微小的不平处产生微观塑性变形,达到紧密接触,在随后的加热保温中,原子间相互扩散而成冶金连接的焊接方法,通常这类扩散焊称之为固相扩散。它的特点是待焊表面质量要求高,焊接时间较长,接头质量不稳定。
随着扩散焊工艺的发展,出现了瞬间液相扩散焊,它可降低待焊表面制备的质量要求,减少焊接时间,提高接头质量的稳定性。它常在待焊的表面间加一层有利于扩散的中间材料,该材料在加热保温中熔化,并形成少量的液相,这些液相金属可填充缝隙,也使液相中的某些元素向母材扩散,形成冶金连接。 筛网图片不锈钢掩膜板分层扩散焊。
焊接时间,
扩散焊接时间又称保温时间,是指被焊件在焊接温度下保持的时间。扩散焊所需的保温时间与温度、压力、中间扩散层厚度、接头成分及均匀化的要求密切相关,也受材料表面状态和中间层材料的影响。
环境气氛,
扩散焊一般在真空或保护气氛环境下进行。真空度、保护气体纯度、流量和压力等均会影响扩散焊接头质量。真空度越高,净化作用越强,焊接效果越好。但真空度过高会增加生产成本,常用的真空度为(1~20)X 10-3 Pa。
扩散焊中常用的保护气体是Ar气。对于有些材料也可以采用高纯度N2、H2或He气。纯H2气氛能降低氧化物形成趋势,并能在高温下使许多金属的表面氧化物层减薄。但使用这些气体时纯度必须很高以防止造成重新污染。H能与Zr、Ti、Nb(铌)和Ta(钽)形成不利的氢化物,应注意避免。
表面状态
焊件表面的平面度和粗糙度是影响扩散焊接头质量的重要因素。扩散焊时焊件表面应光滑平整,一般焊前先进行机械加工,然后去除加工表面的油、锈及表面氧化物。
钢与钛的扩散焊接:
采用扩散焊方法焊接钢与钛及钛合金时,应添加中间层或复合填充材料。
中间层材料一般是V、Nb、Ta、Mo、Cu等,复合填充材料有:V+Cu、Cu+Ni、V+Cu+Ni以及Ta和青铜等。
钢与铜及铜合金扩散焊接:
钢与铜及铜合金扩散焊时,加热温度750℃、保温时间20~30min的条件下实施扩散焊,通过金相分析可观察到扩散焊接头中有共晶体。
钢与铜扩散焊的焊接参数为:加热温度900℃,保温时间20min,压力5MPa,真空度1.33×10-2~1.33×10-3Pa。
为了提高钢与铜及铜合金扩散焊接头的强度,可采用Ni作中间过渡层。
真空扩散焊接选择工艺参数的基本原则
正确选择扩散焊参数是获得质量接头的重要保证。
材料的同素异构转变和显微,它们对扩散速率有很大的影响。
母材能产生超塑性时,扩散焊就容易进行。
增加扩散速率的另一个途径是合金化,确切地说是在中间层合金系中加入高扩散系数的元素。
根据工作空间所能达到的真空度或极限真空度,可以把扩散焊设备分为四类,即低真空(0.1Pa以上)、中真空(0. l Pa~10-3 Pa)、高真空(<10-5Pa)焊机和低压、高压保护气体扩散焊机。
根据焊件在真空中所处的情况,可分为焊件全部处在真空中的焊机和局部真空焊机。
微流道冷却器的分层扩散焊接加工。真空焊接炉
多流道冷却器的分层扩散焊接加工。不锈钢筛网制造厂
铝及其合金,
铝及其合金具有很好的传热与散热性能,利用扩散焊制成铝热交换器、太阳能热水器、电冰箱蒸发器等。
耐热钢和耐热合金,扩散焊可以焊接多种耐热钢和耐热合金,可以制成高效率燃气轮机的高压燃烧室、发动机叶片、导向叶片和轮盘等。异种金属,
扩散焊可以将非铁金属与钢铁材料焊在一起,如用Ti和CoCrWNi耐热合金制成蒸汽轮机、高导无氧铜和不锈钢制成火箭发动机燃烧室的通道等。
非金属与金属,用扩散焊可将陶瓷、石墨、石英、玻璃等非金属与金属材料焊接,例如,钠离子导电体玻璃与铝箔或铝丝焊接成电子元件等。
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