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真空擴散焊介紹真空擴散焊介紹:與其他壓(yā)力焊(hàn)接方法相比,真空擴散(sàn)焊接的一個顯著特點是在幾分鍾到幾小時的等溫保溫條件下相對較高的加熱溫度 (0.5-0.7 T pl) 和相對較低的比壓縮壓力 (0.5-0 MPa)。擴散(sàn)化(huà)合物的形成取決於(yú)焊接過程中發生的物理化學過程,例(lì)如加熱金屬與環境氣體的相(xiàng)互作用、清除待焊接表麵的氧化物、高溫蠕變和再結晶的(de)發展。在大(dà)多數情況下,這些是擴散、熱激活過程。為降低焊(hàn)接工件的氧(yǎng)化率,並為在焊接過程中清除接觸麵的氧化(huà)物創造條件,可使用還原性氣體、熔鹽、焊劑、塗層,但在大多數情況下使用真空或惰性氣體。由(yóu)於氧(yǎng)化物(wù)升華和解(jiě)離過(guò)程的發展,由(yóu)於氧氣擴(kuò)散到金屬中(金屬離子(zǐ)變(biàn)成氧化物)而溶解氧化物,通(tōng)過脫氧合(hé)金中包含的元素還原氧化物(wù),因此可以從氧化物中清除金屬表麵並在加熱到金屬氧化物界麵時擴散。計算和實驗表明,例如,鋼上的氧化物通過碳的還原被最強烈地去除,而鈦上的氧化物則是通過溶解金屬中的氧來去除的。被焊接表麵的會聚(jù)主(zhǔ)要(yào)是由於(yú)微凸起和表麵層的塑性變形而發生的,這是由於外部壓縮應力的應用和金屬的加熱。在被焊接表麵的變形過程(chéng)中(zhōng),沒有(yǒu)氧化物,它們被激活,並且(qiě)在這(zhè)些表麵之間物理接觸的(de)發展過程中,它們被咬死。在同類金屬的真(zhēn)空擴散焊中,當接頭區(qū)的結構與母(mǔ)材的結構沒有差異時(shí),焊接接(jiē)頭達到同等強度(dù)的母材(cái)。為此(cǐ),應在接觸區形成用於待接合材料(liào)的共同(tóng)晶粒(lì)。這(zhè)可能是由於晶界的遷(qiān)移,通過一次(cì)再結晶或集體再(zài)結晶進(jìn)行。采用真空擴散焊,獲得優質陶瓷與covar、銅、鈦、耐熱難熔金(jīn)屬及合金、電真空玻璃、光學陶瓷、藍寶石、石(shí)墨(mò)與金屬、複合材料和粉末材料。連接的坯料在形狀上可能有很(hěn)大不同,並(bìng)且具有緊密或發達的(de)接觸表麵。待焊接部件的幾何尺寸範圍從幾微米(在半(bàn)導體器件的(de)製造(zào)中(zhōng))到幾米(在(zài)分層結構(gòu)的製造(zào)中)。 真空擴(kuò)散焊生產的某些類型的結構 示意性地,真空擴散焊接的過程可以表示如下。焊接坯料被收集在一個設備中,該設備允許將壓力傳遞到連接區,抽真空並加(jiā)熱到焊接溫度。之後,在指定的時間內施加壓縮壓(yā)力。在某些情況下(xià),在釋(shì)放壓力後,產品會另外保(bǎo)持在焊接溫度下,以進行(háng)更(gèng)完整的再結晶過程,從而有(yǒu)助於形成良(liáng)性接頭。在焊接周期(qī)結束時,根據設備的類型,組件在真空、惰性氣氛或空氣中冷卻。根據(jù)引起接觸區金屬變形的應力和確定擴散接頭的形成過程,按常規區分高強度(P≥20 MPa)和低強(qiáng)度(P ≤ 2 MPa)焊接(jiē)為宜。強製行(háng)動。進(jìn)行高強度暴露焊接時(shí),通常使(shǐ)用配備真空室和加熱裝(zhuāng)置的壓力機產生焊接壓力。但在(zài)這種安裝中(zhōng),可以焊接尺寸有限(xiàn)的部件(通常,直徑最大為 80 毫米。在製造大尺寸的兩層結構時,使用開放式壓力機(jī)。同時(shí),在(zài)壓力機中焊接的零件,它們被收集在密封容器中,被抽(chōu)真空並加熱到焊接溫(wēn)度。真空擴散焊的(de)安裝和一般形式 的多位置安裝 SDVU-4M(b):和 1 - 一(yī)個真空(kōng)室;2 - 腔體冷卻係統;3——真空係統;4——高頻發生器;5 - 液壓機係統;為了排除焊接(jiē)元件失去穩定(dìng)性、壓力傳遞到焊接區的可能性(xìng),並為連接區焊接金(jīn)屬的局部定向變形創造(zào)條(tiáo)件,在使用技術襯裏和塊填(tián)充的設備中進行真空擴散焊接(jiē)“空隙”(肋間空間)(見圖 3.68),在焊接後,通過化學蝕刻被拆除或去除(chú)。 高強度(dù)力真空擴散焊工藝方案: 所需設(shè)計;b——焊接用毛坯;在 - 技術元素插入; g——裝配;d——壓力(lì)機焊接;e——拆解(jiě);精心設計;1 - 技術插入;2-技術容(róng)器;3 - 按大強度(dù)焊接時,接頭區金屬的局部變形量一般達到百分之幾(jǐ)十,從(cóng)而保證了良性(xìng)接頭的穩(wěn)定生產。對於分層結構的製造,具有低強度力作用的真空擴散(sàn)焊接是(shì)有前(qián)途的,其中允許的壓縮力受薄壁元件的穩定性限製。使用這種真空擴散焊接方法,不(bú)需要複雜的專用設備。在製造平麵(或具有(yǒu)大曲率半徑)結(jié)構時,當連接區的氣壓降低時,由於工具外表麵上的大(dà)氣壓力 Q,最容易獲得壓縮力。 平麵結構低強(qiáng)度力作用真空擴散焊工藝方案: 及——所需設(shè)計;b——焊接用毛(máo)坯;在 - 組裝; g——焊接;d——成品設計;1 - 軸承鍍層;2——現成的骨料;3 - 技術表;4 - 膜;具有局部(bù)剛度的技術元(yuán)件(墊圈、膜等)和放置在外側的焊(hàn)接元件(jiàn)的存在排除了以非增強部分的撓曲形式出現的外殼穩(wěn)定性損(sǔn)失的可能性。焊接壓力 P 的值受骨料失去穩定性(xìng)的極限應力(lì) σ pz (P ≤ σ pz) 的限(xiàn)製。在製造具有複雜曲線輪廓的結構時,可以使(shǐ)用一種技術方案(圖 3.70),其(qí)中中性(xìng)氣體的壓力由結構(gòu)本身的外部元件直接感知,例(lì)如(rú)軸承殼、外殼。在焊(hàn)接過程中(zhōng),無支撐(chēng)區域的(de)鍍層在(zài)氣體壓力下變形(彎曲)。這惡化(huà)了接頭形成的條件,減小了連通(tōng)通道的橫截(jié)麵,惡化了表麵的空氣動(dòng)力學狀(zhuàng)態。在這種情 |