扩散焊是一种精密的焊接方法,特别适用于异种金属材料,耐热合金和新材料,如陶瓷、复合材料、金属间化合物等材料的焊接。具有连接精度高、温度低、接头强度高、残余应力小、没有明显的界面和焊接残留物、可焊材料种类多等优点,应用前景广阔。特别是一些高性能构件的制造要求把特殊合金或性能差别很大的异种材料连接在一起,这用传统熔焊方法难以实现。作为固相连接方法之一的真空扩散焊技术引起了人们的重视,成为链接领域新的热点。近年来,真空扩散焊接技术发展很快。在新材料的制备、连接、修复等方面有很大潜力。高温合金,光刻机上直线电机的冷却扩散焊接技术。孔微孔板
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。 孔微孔板创阔金属真空扩散焊技术成熟稳定。
真空扩散焊接有几个阶段。首先一阶段为初始物理接触阶段,表面不平整,只有部分接触点接触,如图1a所示。
第二阶段为塑性变形阶段,在外加压力的作用下,通过屈服和蠕变机理是使表面发生塑性变形,而且表面的接触面积逐渐增大,**终达到整个界面的可靠接触,界面未达到紧密接触区域形成界面空洞。
第三阶段为元素扩散与反应阶段,接触面的原子间相互扩散,形成紧密结合,由于变形引起晶格畸变、位错、空位等缺点,使界面能量很好增加,原子处于高度状态,有利于扩散。
第四阶段为体扩散阶段,微孔逐渐消失,构成分逐渐均匀化,达到晶粒穿过晶界界面生长,原始界面消失。
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。
创阔金属的镍合金的扩散焊 。
(1)真空扩散焊接过程是在完全没有液相或*有极小过渡相参加下,形成接头后再经过扩散处理的过程。使其成分和完全与基体一致,接头内不残留任何铸态,原始界面完全消失。因此能保持原有基金属的物理,化学和力学性能。(2)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,焊接一切金属和非金属材料。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。(3)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完全互不相溶的材料。(4)可焊接结构复杂以及厚薄相差很大的工件。(5)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。??真空扩散焊接的实例有:??铝合金与不锈钢的焊接,钛合金与95%氧化铝陶瓷的封接,无氧铜,镀镍可伐及蒙乃尔合金与95%氧化铝陶瓷和。 精密金属掩膜板的焊接。冲孔网筛
碳/碳复合材料与钛合金扩散焊。孔微孔板
加中间层的扩散焊
它也被称为共晶反应扩散焊,是利用在某一温度下待焊异种金属之间会形成低熔点共晶的特点加速扩散焊过程的方法。在被焊材料之间加入一层金属或合金(称为中间层),这样就可以焊接很多难焊的或冶金上下不相容的异种材料,可以焊接熔点很高的同种材料。
超塑性成形扩散焊
它是一种将超塑性成形与扩散焊接组合起来的工艺,适用于具有超塑性的材料,如钛、铝及其铝合金等的焊接。在高温下具有超塑性的金属材料,可以在高温下用较低的压力实现成形和连接。 孔微孔板
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