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。
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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。 筛网网站创阔金属铜和铝扩散焊接技术。
钛合金的扩散焊创阔金属在制作钛合金采用扩散焊,接头性能优于常规熔焊。钛合金在扩散焊时无需对焊件表面进行特殊的准备和控制。钛合金能吸收大量的O2、H2和N2等气体,故不宜在H2和N2气氛中进行扩散焊,应在真空状态或氩气保护下进行。钛合金应用**普遍的焊接方法是超塑成形扩散焊接(SPF/DB),所选择的温度与通常扩散焊接所用的温度基本相同,但须注意压力与时间要匹配选择。钛合金常用焊接参数为:加热温度在1123~1273K范围内选取,保温时间在1~4h范围内选取,压力在2~5MPa范围内选取,真空度×10-3Pa以上或在氩气保护下焊接。对于大面积钛合金扩散焊,可采用加中间层进行扩散钎焊,中间层主要采用Ag基钎料、Ag-Cu钎料、Ti基钎料。由于Cu基钎料和Ni基钎料容易和Ti发生反应,形成金属间化合物,一般不作为中间层或钎料使用。
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。
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(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。 创阔金属的焊接强度高,焊接接头质量好。定做不锈钢筛网
真空扩散焊接的特点。筛网订做
高温合金的焊接
各类高温合金如机械化型高温合金、含高A1、Ti的铸造高温合金等几乎都可以采用固相扩散焊接。
高温合金中含有Cr、Al等元素,表面氧化膜很稳定,难以去除,焊前必须严格加工和清理,甚至要求表面镀层后才能进行固相扩散焊。
异种金属材料的扩散焊接,钢与铝、钛、铜、钼的扩散焊 。
钢与铝及铝合金进行扩散焊的主要问题是焊接界面附近易形成Fe-Al金属间化合物,使接头强度下降。
可采用增加中间过渡层的方法获得牢固的接头。
一般可选用Cu和Ni。
合金元素Mg、Si及Cu对钢与铝扩散焊接头的强度影响很大。
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