真空釬焊-教學(xué)

真空釬焊2釬焊簡(jiǎn)介用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作為釬料，靠工件間微小間隙的毛細(xì)管吸力作用，用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材和填充工件接口間隙并使其與母材相互擴(kuò)散的焊接方法。釬焊變形小，接頭光滑美觀，適合于焊接精密、復(fù)雜和由不同材料組成的構(gòu)件，如蜂窩夾層結(jié)構(gòu)板、透平葉片、散熱器、硬質(zhì)合金刀具和印刷電路板等。釬焊前對(duì)工件必須進(jìn)行細(xì)致加工和嚴(yán)格清洗，除去油污和過(guò)厚的氧化膜，保證接口裝配間隙。間隙一般要求在0.01～0.1毫米之間。

3真空釬焊的發(fā)展

真空釬焊技術(shù)從四十年代開(kāi)始至今，已成為一種極有發(fā)展前途的焊接技術(shù)。最早出現(xiàn)在電子工業(yè)上釬焊銅和不銹鋼的零件；應(yīng)用到航空工業(yè)、原子能工業(yè)，在1959年開(kāi)始應(yīng)用到制造不銹鋼的板翅式換熱器上；目前：廣泛應(yīng)用于空氣分離設(shè)備、石油化工設(shè)備、工程機(jī)械、車(chē)、船和家電等工業(yè)部門(mén)的板翅式換熱器和冷卻器中。制造蜂窩夾層結(jié)構(gòu)壁板，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭導(dǎo)彈裝置組合件。4真空釬焊的特點(diǎn)不用釬劑，產(chǎn)品的抗腐蝕性顯著提高，無(wú)污染，節(jié)省大量?jī)r(jià)格昂貴的金屬釬劑，無(wú)需復(fù)雜的焊劑清洗工序真空釬焊釬料的濕潤(rùn)性和流動(dòng)性良好，可以焊更復(fù)雜和狹小通道的器件，一次焊接成功。真空釬焊加熱溫度低，基體性能影響小，零件變形小，表面光潔度高，真空釬焊和淬火可同時(shí)進(jìn)行；適于真空釬焊的材料很多，如：鋁、鋁合金、銅、銅合金，不銹鋼、合金鋼、低碳鋼、鈦、鎳、因康鎳等都可以在真空電爐中釬焊。5真空釬焊工藝真空釬焊溫度及保溫時(shí)間真空度的選擇真空釬焊釬料的選擇6真空釬焊溫度釬焊溫度的選擇：釬料的成分、熔點(diǎn)、接頭形式、零件大小及釬焊空間位置等決定；提高溫度：改善釬料濕潤(rùn)性，改善釬料與基體金屬的相互作用程度，獲得圓角均勻光滑及牢固結(jié)合的釬焊接頭；溫度過(guò)高：釬料流失，晶粒長(zhǎng)大。

7真空釬焊保溫時(shí)間目的：使釬料充分漫流，釬料與基體金屬發(fā)生足夠的相互擴(kuò)散，增強(qiáng)接頭的結(jié)合強(qiáng)度；根據(jù)工件大小、數(shù)量及釬料成分確定；注意釬料流失及真空加熱時(shí)工件溫度滯后的影響。8真空度的選擇根據(jù)釬焊的材料及釬料選擇：不含Al和Ti的不銹鋼，1.33Pa，含Al及Ti的耐熱合金1.33×10-2Pa，如材料有較高蒸汽壓，采用真空加氬氣配合防止元素?fù)]發(fā)。9真空釬焊釬料航空常用的釬焊材料釬焊工作溫度較低可采用：銅和銅-鋅釬料（<400℃）；銀銅-鋅鎘釬料；銀銅鋰釬料中等溫度（<600-700℃）采用錳基釬料塑性較好易制成各種形狀、釬焊接頭的塑性好，同基體金屬作用程度較小；高溫釬料：鎳基應(yīng)用較廣AMS4775釬料10CF6發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的真空釬焊材料：1mm厚鈷基合金板工作溫度1000℃以上釬料：與基材同質(zhì)的鈷基釬料，成分Ni15～18，Cr18～20，Si7～9，W3.5~4.5，C，B，S，P均<1.0，Co余量；粒度0.071mm釬焊溫度范圍：1146～1204℃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的結(jié)構(gòu)形式11CF6發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的真空釬焊酸洗超聲清洗注入釬料烘干真空釬焊140±10℃/3h（1160＋14）℃/20-25min真空度400×10-4氣體（＋風(fēng)扇）540℃/20min15℃/min35℃/min1000℃/15minCF6發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的真空釬焊工藝流程12CF6發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室真空釬焊表CF6發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室真空釬焊獲得的的性能釬料試樣釬料鋪展面積mm2填充間隙寬度mm漫流長(zhǎng)度mm抗拉強(qiáng)度MPa抗剪強(qiáng)度MPaCo基釬料Co基合金165~2521.15~1.35106~110650~820306~4282311.21108.374537413油嘴殼上回油管技術(shù)難點(diǎn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油嘴殼體(300g)材料：20鋼Q：其上的回油管(40g)及回油支管(12g)，精度高、要求嚴(yán)，內(nèi)腔要求復(fù)雜，壁?。?.50mm)，釬料絲材細(xì)（φ0.8mm）常壓常溫下難以融化細(xì)徑釬焊絲，無(wú)法保證焊接精度，另油殼組裝基準(zhǔn)面要求滲碳層0.80~1.20mm,50~55HRC,Ra0.16μm14油嘴殼上回油管真空釬焊牌號(hào)規(guī)格成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%熔化溫度抗拉強(qiáng)度MPaHIAgCu31-10釬料絲φ0.80mm繞成內(nèi)徑6.5mm圓圈狀A(yù)lCuSn固相線液相線410593110600720釬料的規(guī)格及成分進(jìn)爐溫度℃加熱溫度℃保溫時(shí)間min真空度Pa出爐溫度℃淬火真空度Pa淬火介質(zhì)室溫840507~80008403~4000真空淬火油真空釬焊的工藝參數(shù)15油嘴殼上回油管真空釬焊工藝油嘴殼滲碳并精加工后釬焊回油管；釬焊前清洗晾干后涂釬劑膜防止形成氧化膜；位置的正確擺放；焊件放入升至600℃，充入高純氮?dú)?00~1000Pa，溫度升至800℃氮?dú)鈮毫?~8000Pa；出爐前，攪拌并對(duì)真空淬火油脫氣直到無(wú)氣泡，至冷卻室后即充入高純氮?dú)?~4000Pa降至油池中淬火。16真空釬焊工藝舉例硬質(zhì)合金銑刀和車(chē)刀不銹鋼翹片加熱器金剛石聚晶取芯鉆頭粉末冶金工藝復(fù)雜，過(guò)程中高溫可對(duì)金剛石性能影響較大，低于PM150~200℃真空釬焊；復(fù)合體式鉆進(jìn)鉆頭復(fù)合體連接時(shí)溫度超過(guò)700℃產(chǎn)生裂解及大幅度影響其性能。216mm金剛石聚晶取芯鉆頭PDC全面鉆進(jìn)鉆頭17真空釬焊工藝舉例不銹鋼噴嘴環(huán)組件火箭發(fā)動(dòng)機(jī)1Cr19Ni9Ti；焊縫承壓需>12MPa；膏狀鎳基釬料+專(zhuān)用夾具管束熱交換器油井壓裂車(chē)；數(shù)十根銅管釬焊于鑄鋼上焊縫承壓需>15MPa；Ag-Cu-Ni釬料不銹鋼噴嘴環(huán)組件管束熱交換器18真空釬焊工藝舉例氧氣壓縮機(jī)葉輪材料：超高強(qiáng)度鋼：00Cr13Ni6Nb或34CrNi3Mo工況：>10000r/minQ：葉輪流道寬度<6mm,熔焊法可達(dá)性極差。A：真空釬焊采用加長(zhǎng)針頭將膏狀釬料涂到葉片與輪蓋接縫處；相對(duì)位置：氬弧焊定位；釬焊溫度與其淬火溫度兼容19真空釬焊工藝舉例低溫冷凝泵毛細(xì)管熱交換器Q：300根φ2mm的HL306銀銅鋅合金管兩端釬焊到不銹鋼圓板上，管束密集，間隙小籠式反應(yīng)器鋰與氣體反應(yīng)生成新氣體；多根不銹鋼管將上集氣環(huán)與下法蘭座連接，耐壓2MPa；集氣環(huán)與蓋板間0.03mm厚的非晶態(tài)箔狀釬料。毛細(xì)管熱交換器籠式反應(yīng)器20真空釬焊在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用美國(guó)JT9D發(fā)動(dòng)機(jī)蜂窩封嚴(yán)環(huán)，由環(huán)件和蜂窩夾芯用真空釬焊制成；燃油總管