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鈦合金與不銹鋼的低溫真空釬焊方法
發布時間:2023-02-02


本文涉及一種鈦合金與不銹鋼的低溫真空釬焊方法,接頭溫度約為600℃。該接頭可避免高溫硬焊造成的尺寸變形和材料劣化的不利影響,可延長模具夾具的使用壽命。


Ag-Cu-Pa (68.5wt。wt % Ag), 26.5。采用%Cu, 5wt.%Pa)合金填料。這種填料的焊接溫度在900℃以上。其缺點如下1:由于焊接溫度很高,所以接頭容易變形。< 2 >在此溫度下操作,對于不銹鋼處于完全退火狀態,接頭在完成硬焊接時,會造成機械強度下降。即使硬焊完成后,如果考慮淬火,也會造成變形,而采用加熱爐冷卻,對于一般的不銹鋼來說,更會出現敏化現象,這樣會嚴重降低不銹鋼的耐腐蝕性。< 3 >高溫焊接會造成模具夾具變形,材料迅速變質,降低模具夾具壽命,增加釬焊成本。


填充金屬是一種在450°C以上使用的粘結技術。填充金屬用于硬化工件。在工件硬線加工時,通過加熱爐(真空爐或氣氛爐)、化學反應、感應加熱、耀斑加熱或紅外加熱,將填充金屬整體加熱。如果填料為鐵基合金或非鐵合金,熔點應高于450℃,低于母材固相溫度。如果填料溫度低于450℃,則稱為焊接。


釬焊與熔焊一樣,是一種冶金結合,因此結合強度可能大于基材。填料的選擇必須考慮到與母材的冶金相容性,正因為如此,硬焊接可以發生在異質材料上,這是傳統熔合工藝所不能做到的。由于粘結填料是熔合母材不熔化,因此可適用于銅鋁等熔點間隙(銅熔點:1083℃,鋁熔點:660℃)的異質焊接。也可用于金屬與非金屬(如陶瓷與金屬)的連接。


硬焊完成后,填料的機械強度有時優于母材,因為與母材發生冶金反應,形成金屬間化合物,重熔溫度升高。由于是整體加熱,操作時通過調節上升和冷卻速度可以減小工件變形,由于是整體加熱,焊接后工件可以實現均勻的應力分布。


在工程上,釬焊質量由以下幾個參數決定:即:(1)接頭間隙:一般來說,接頭間隙越大,強度越差。(2)焊接溫度和時間:較好的焊接條件應是溫度較低、時間較短,以避免脆性相的產生和機械強度的退化。(3)接縫表面處理:不良的接縫表面會使熔融的填充物難以潤濕,此時填充物與接縫表面的接觸角會變大,無法完成接縫。表面處理的方式一般是脫脂、化學清洗或機械處理(如研磨),主要目的是去除接縫表面的油脂和氧化層(4)填料的選擇:不同的填料會有不同的力學性能。


真空焊接是爐內硬焊接的一種方法。所要求的設備是真空爐,真空度約在10-4torr以下,大氣中含氧量約為21%,因此爐內氧氣分壓約為2.1×10-5torr,因此釬焊環境具有相當好的保護氣氛,優于其他氣氛爐如氮氣或氬氣作為保護氣氛。因此,真空焊接不需要使用助焊劑。焊接后,不會出現助焊劑殘留造成的腐蝕和清洗后的問題,可以達到良好質量的接頭。


從不需要使用保護氣氛和清洗后的角度來看,真空焊接在長期使用的成本上,會比傳統的氣氛爐焊接更經濟。

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