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扩散焊工艺是什么

来源:无锡海菲焊接设备有限公司 发布时间:2022-05-14 14:41:31 浏览人次:1412

真空扩散焊的工艺流程一般包括以下阶段:工件表面处理、工件装配、装炉(将装配好的工件置于真空室中)、扩散焊接(包括抽真空、加热、加压等)、炉冷。

1)接头形式与表面清理

①工件表面处理及装配 为了使工件得到满意的扩散焊结合,被焊接件必须满足以下两个必要条件。

a.使焊件表面金属与金属间达到紧密接触;

b.对阻碍扩散的材料表面污染物加以破坏和分解,以便形成金属间结合。

金属表面一般不平整,附着有氧化物或其他固态或液态产物(如油脂、灰尘等),吸附有气体或潮气。待焊件组装前须对工件表面进行处理。表面处理不仅包括清洗,去除表面膜层(氧化物),清除气、水或有机物表面膜层; 还有对金属表面粗糙度的要求。

对工件表面的最小平直度和最小粗糙度有一定的要求。常用的金属加工和研磨的方法能够加工出所要求的表面平直度和粗糙度。机械加工或磨削的附带效果是引起表面的冷作硬化,冷作硬化表面的再结晶有增强界面附近扩散的倾向。

②焊前清理 对工件进行焊前清理的化学腐蚀有以下两个作用。

a.去除非金属表面膜(通常是氧化物)。

b.部分或全部去除在机械加工时形成的冷作硬化层。

除油是表面清理工序的必要部分。可使用乙醇、三氯乙烯、丙酮、洗涤剂以及其他清洁剂,也可用在真空中加热的方法来获取清洁的表面。有机物或水、气的吸附层通过在真空中加热(不应超过300℃)容易去除,但大多数氧化物在真空加热时不分解。真空清洁处理后的零件要求随即在真空或控制气体中保存,以免重新形成化学吸附层。

表面处理需考虑具体的焊接条件。如果在很高的温度或压力下扩散连接,获得特别清洁的表面就不十分重要了。原子活性、表面凸凹变形以及杂质元素溶解有助于使表面污染物分解。在较低温度和较低压力下焊接时有必要进行较严格的表面处理。

工件表面处理后须进行保护,有效的方法是采用保护性气氛,真空环境能够长时间防止污染。氩、氦也可用于在高温下保护清洁的表面,但使用这些气体时纯度必须很高。工件装配是得到质量良好的扩散焊接头的关键步骤之一。待焊表面紧密接触可使被连接面在预先设定的温度或压力下实现完整、可靠的结合与连接。

2)中间层的选择

在工件之间增加中间层是异种材料扩散焊的有效手段之一,特别是对于原子结构差别很大的材料。中间层的作用是改善材料表面的接触,降低对待焊表面制备的要求,降低所需的压力;改善扩散条件(加速扩散过程、降低扩散焊温度、缩短扩散焊时间);改善冶金反应,避免或减少形成脆性化合物的倾向。

①中间层材料应具有以下特点

a.容易发生塑性变形;含有加速扩散的元素,如B、Si、Be等。

b.物理化学性能与母材的差异较被焊材料之间的差异小;不与母材发生不良冶金反应,如产生脆性相或不希望的共晶相。

c.不会在接头上引起电化学腐蚀问题。

中间层通常是熔点较低(但不低于扩散焊温度)、塑性较好的纯金属,如铜、镍、铝、银等,或者与母材成分接近的含有少量易扩散的低熔点元素的合金。中间层厚度一般为几十微米,以利于缩短均匀化扩散的时间。厚度在30~100μm时,可以箔片的形式夹在待焊表面间。不能轧制成箔片的中间层材料,可以采用电镀、真空蒸镀、等离子喷涂的方法直接将中间层材料涂覆在待焊表面,镀层厚度可以仅有几微米。中间层厚度可根据最终成分来计算、初选,通过试验修正确定。

②阻焊剂 为了防止压头与工件之间某些区域被扩散焊粘接在一起,需加阻焊剂(片状或粉状)。阻焊剂应具有以下性能。

a.有高于焊接温度的熔点或软化点。

b.具有较好的高温化学稳定性,在高温下不与工件、夹具或压头发生化学反应。

c.不释放出有害气体污染附近的待焊表面,不破坏保护气氛或真空度。

例如:钢与钢扩散焊时,可以用人造云母片隔离压头;钛与钛扩散焊时,可以涂一层氮化硼或氧化钇粉。

无锡海菲焊接设备有限公司20年专注于高分子扩散焊机及整线方案的研发、生产和销售,主要应用于新能源(太阳能、风能、储能)行业、光伏行业、低压电器行业3C电子行业等。如果您对我们的高分子扩散焊设备和整线方案感兴趣,请联系我们:183-0616-1990