扩散焊的基本原理:
将需要焊接的两焊件紧压在一起,然后置于真空或保护气氛,加热、加压,氧化膜破碎,表面微观凸起处发生塑性变形和高温蠕变而达到紧密接触,原子扩散,若干微小区域出现界面间的结合,保温,原子扩散扩大,整个连接界面均形成金属键结合,完成了扩散焊接过程,这就是基本过程,
扩散焊时,通过温度、压力、时间、保护气氛、真空条件等为实现金属间原子相互扩散与金属键结合创造了条件。
扩散焊前,通常对材料表面进行机械加工、研磨、抛光和清洗,但无论焊前如何加工处理,加工后的材料表面在微观上仍然是粗糙的,且表面还常常有氧化膜覆盖。
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。
扩散焊的优点:
可以焊接大断面的接头;
可以焊接结构复杂、接头不易接近以及厚薄相差较大的工件;
能对组装件中许多接头同时实施焊接。
根据被焊材料的组合方式和加压方式的不同,扩散焊可以分成:同种材料扩散焊、异种材料扩散焊、加中间层的扩散焊、过渡液相扩散焊、超塑性成形扩散焊、热等静压扩散焊 等。
扩散焊应用领域:
适宜于焊接特殊材料或特殊结构,这样的材料和结构在宇航、电子和核工业中应用很多,因而扩散焊在这些工业部门中的应用很多方面。
二、扩散焊由于基体不过热或熔化,因此几乎可以在不破坏被焊材料性能的情况下,焊接
金属和非金属材料。特别适用焊接用一般焊接方法难以实现,或虽可焊接但性能和结构在焊接过程中容易受到严重破坏的材料。如弥散强化的高温合金,纤维强化的硼—铝复合材料等。 不锈钢 304/316 扩散焊波纹管。
三、可焊接不同类型,甚至差别很大的材料。包括异种金属,金属与陶瓷等冶金上互不相溶的材料。四、真空扩散焊接可焊接结构复杂以及厚薄相差很大的工件。五、加热均匀,焊件不变形,不产生残余应力。使工件保持较高精度的几何尺寸和形状。真空钎焊指在真空条件下,不施加钎剂而直接利用钎料的熔化、润湿以及铺展作用填充母材被连接表面间的间隙, 通过钎料与母材界面的冶金反应以及钎料的降温凝固过程获得焊接接头的一种焊接方法。
真空钎焊的特点:
1、其真空操作环境不至于出现产品的氧化、增碳、脱碳和污染变质等现象,接头清洁度好,强度高。
2、钎焊温度一般远低于基体熔点,且整体受热均匀,热应力小,变形**小,特别适宜精密产品的焊接;
3、可钎焊的金属种类多,特别适宜钎焊铝及铝合金,钛及钛合金,不锈钢,高温合金等,也适宜钛,锆,铌,钼,钨, 钽等同种异种金属焊接,以及复合材料,石墨,陶瓷,玻璃和金刚石等材料。
4、适宜复杂结构产品设计。解决了带有狭窄沟槽、极小过渡台、盲孔、密闭容器、复杂形状产品的设计制造。 紫铜与不锈钢扩散焊。微孔加工技术
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创阔金属对于真空焊件表面的制备与清理
待焊表面状态对扩散焊接过程和接头质量的影响很大,特别是固态扩散焊,必须在装焊前对焊件表面进行认真准备。
一,
表面机械加工,
待焊表面要求达到平整光滑,为了使焊接间隙**小,微观接触点尽可能多。一般要求表面粗糙度值应达到 Ra>2.5 μm。用精车、精刨(铣)、磨削、研磨、抛光等方法都可以加工
出所需的表面平面度和粗糙度。若是采用加入软中间层的扩散焊或过渡液相的扩散焊,则粗糙度值可适当放宽。
二,
表面净化处理,
表面净化处理目的是氧化膜、油和吸附物。去除表面氧化物多用化学腐蚀方法,腐蚀剂可参考金相腐蚀液的配方。腐蚀速度不能过大,以防止产生腐蚀坑。当腐蚀至露出金属光泽,就立即用水冲净和烘干。除油可用乙醇、三氯乙烯、**、洗涤剂等,也可采用在真空中加热的方法去除焊件表面的有机物、水、气体吸附层等。
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