扩散焊技术知识讲座.ppt

低温焊接技术
扩散焊
摩擦焊
冷金属过渡焊接(CMT)
2018/6/25
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焊接技术分类
固相连接:
扩散焊
摩擦焊
超声波焊
爆炸焊
段焊
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扩散焊
焊接原理:
在真空或惰性环境下,将两个待焊试件紧密接触,加热至低于固相线的温度(T=-),在一定的压力作用下,首先界面局部接触塑性变形,促使氧化膜破碎分解;当达到净面接触时,为原子间扩散创造了条件,同时界面上的氧化物被溶解吸收;继而再结晶组织生长,晶界移动,有时出现联生晶及金属间化合物,经过一段时间后构成牢固一体的焊接接头。
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扩散焊
焊接特性:
(1)扩散焊接头的显微组织和性能与母材接近或相同,不存在熔化缺陷
(2)焊接温度低,母材损伤小
(3)可进行内部及多点、大面积焊接
(4)微变形、小应力、高精密
(5)适合于塑性差或熔点及耐热材料的同种和异种、多层材料间连接(扩散焊的研究和实际应用中,70%涉及异种材料的连接)
(6)表面制备要求高
(7)焊接和辅助时间长
(8)设备一次性投资大,工件尺寸受到设备限制
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焊接设备:
扩散焊
技术指标下:(1) 极限真空度: 2×10-4Pa(冷态)2×10-3Pa(热态)(2) 压升率≤(3) 高频加热功率 25KW(4) 加压范围 300N-40000N, 控制精度±3% (5) 最高加热温度 1300℃,控制精度±1℃(6) 位移测量范围-2-+3mm,测量精度 1‰(7) 真空室尺寸φ350×350mm
真空系统、加压系统、加热系统、控制及测量系统
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焊接过程:
(1)工件表面处理
平整,Ra一般<;无油污
(2)工件装配
中间层选择(塑性好;含加速扩散元素,如B、P、Si等;有活化作用;不与母材发生有害反应等,厚度一般为几十微米)、放置
阻焊剂(熔点或软化点高于焊接温度;化学稳定性好)
(3)装炉
(4)焊接
(5)炉冷
扩散焊
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1)连接温度
2)连接时间
SiC/Ti 反应层厚度与温度及时间的关系
SiC-Nb 界面反应层厚度与时间的关系
焊接工艺参数:
3)连接压力
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4)表面加工状态
Si3N4-Al 表面粗糙度对接头弯曲强度的影响
5)连接气氛
6)中间层的选择
环境条件对Si3N4/Al/Si3N4 接头抗弯强度的影响
降低连接温度
减小连接压力
降低界面应力集中
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典型焊接构件
铝-钛
钛-不锈钢
铝-铜
铝-不锈钢
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衍生技术:
扩散焊
(1)过渡液相扩散连接
(2)热轧扩散连接
(3)超塑性扩散连接
原理:Transient Liquid Phase Bonding
1)焊接温度达到中间层的熔点而使其熔化成液相,或加热条件下,通过中间层金属与基体金属相互扩散,达到低熔点共晶成分而形成液相共晶;
2)形成的共晶薄膜在较小压力下润湿母材,然后保持恒定温度使中间层与母材之间的扩散继续进行,达到最大液相量;
3)元素继续扩散,达到固、液相线之间的成分时开始等温凝固;
4)完全凝固后经过均匀化,形成与母材组织成分一致的焊接接头。
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