1、“ 毛細現象 潤濕 優缺點 釬焊方法 未來趨勢 釬焊工藝 釬料 發展 真空度 應用 ” 真空釬焊 1.真空釬焊 2.真空釬焊發展 3.潤濕與毛細現象 4.真空釬焊與普通釬焊 5.釬料與基體的相互作用 6.真空釬焊爐 7.釬焊夾具 8.真空釬焊優點 contents 目目 錄錄 真空釬焊真空釬焊 釬焊屬于固相連接，釬焊時母材不熔化，由于采用比母材 熔化溫度低的釬料，加熱溫度采取低于母材固相線而高于釬料 液相線的一種連接方法。當被連接的零件和釬料加熱到釬料熔 化，利用液態釬料在母材表面潤濕、鋪展與母材相互溶解和擴 散和在母材間隙中潤濕、毛細流動、填縫與母材相互溶解和擴 散而實現零件間的連接。 真空

2、釬焊作用原理與普通釬焊相似，所不同的是整個焊接 過程是在真空氛圍下完成。而且清除表面氧化膜的方法也截然 不同，普通釬焊借助焊劑或介質氣體清除氧化膜，而真空釬焊 是借助真空環境下與不同的作用機理清除氧化膜。 釬焊種類釬焊方法通常按熱源或加熱方法來分類,目前具 有工業應用價值的釬焊方法有:火焰釬焊;爐中釬焊(真空、 保護氣體);感應釬焊;電阻釬焊;浸漬釬焊;紅外線聚 焦釬焊。 無論哪一種方法,釬料的熔點都高于450、低于基體金 屬的液相線,釬料借助毛細吸力分布于密切配合的連接表面之 間。 真空釬焊的發展真空釬焊的發展 1958年，美國 ipsen公司首先研制成功真空密封高速風 扇電機惰性氣體循環真

3、空爐,有強冷卻功能。該種新型真空爐 的投入使用，為真空釬焊技術在各個領域內的廣泛應奠定了 物質基礎。 我國真空釬焊技術應用較晚,自20世紀70年代后期開始, 在研制、開發、使用和發展真空釬焊技術方面取得很大的進 展,目前,真空釬焊工藝在航空、航天、原子能、電氣儀表、 石化、汽車、工具等領域中得到了推廣和普及。 潤潤 濕濕 lg ls gs 潤濕角的余弦值表征了體系潤濕與鋪展能力的強弱。cos=1 時，稱為完全潤濕；0cos1時，稱為潤濕；-1cos0時， 稱為不潤濕；cos=-1時，稱為完全不潤濕。 毛細現象是指液體在潤濕或不潤濕情況下，沿細微縫隙上升或下降的現 象。毛細現象是分子間作用力的表

4、現。 在生活中如酒精燈的燈芯脫脂棉吸酒精、植物吸水等。液體在垂直的細 管中時液面呈凹或凸狀、多孔材質物體能吸收液體都是毛細現象。 毛毛 細細 現現 象象 a液體b液體 c材料d材料 釬焊時金屬表面的氧化膜影響液態釬料對基體金屬的潤濕性。 釬焊過程中,如果不能有效地除去基體金屬表面的氧化膜,就難以形 成優質釬焊接頭。不同的釬焊方法采用不同的除氧化膜和防氧化措 施。一般釬焊方法都是以釬劑的化學作用或者以還原氣氛的還原作 用來去除氧化膜的。 真空釬焊雖然沒有釬劑的化學作用和還原性氣氛的還原作用, 不過,真空降低了釬焊區的壓強,可以除去焊件表面的氧化膜,保護焊 件不被氧化。這樣在真空氣氛中針焊就能夠獲

5、得高強度、光亮致密 的接頭。 真空釬焊與普通釬焊真空釬焊與普通釬焊 真空釬焊與普通釬焊真空釬焊與普通釬焊 氧化膜 氧化膜 加熱 加熱 釬料 釬劑 釬料 氧 釬劑 釬劑反 應物 釬料 氧化物氧化物1360k時的分解壓力時的分解壓力 cuo478 nio10-3 coo10-5 fe2o310-7 moo210-7 wo210-8 cro310-8 sio210-11 金屬元素金屬元素 在在10-2pa時的蒸時的蒸 發溫度發溫度 mn790 al808 cr992 cu1035 si1115 b1140 fe1194 ti1249 分 解 、 揮 發分 解 、 揮 發 液態釬料如果能夠潤濕基體金屬

6、,則在毛細作用下填滿接頭間隙,形成釬焊接頭此 時,能否形成優質的釬焊接頭,還要根據液態釬料與基體金屬之間的作用來決定。 1)釬料元素向基體金屬的擴散釬焊時,釬料中合金元素會從高濃度向低濃度擴散, 擴散量和擴散速度除與元素的濃度梯度有關外,還與擴散面積和擴散時間成正比。擴 散系數隨著溫度的升高而增加。擴散結果,在靠近基體金屬的釬縫附近形成固溶體,這 是釬焊時希望得到的釬焊接頭組織。當釬料元素能與基體金屬形成共晶體時,釬料組 元會向基體金屬的晶界擴散。其擴散量隨著元素在基體中溶解度的減小而增大。釬 料元素擴散至基體晶界,形成的低熔共晶體叫做晶間滲入。由于它較脆,對接頭性能有 不良的影響。 2)若體

7、金屬在液態釬料中溶解如果基體金屬和液態釬料是互溶的,在釬爆過程中, 一部分基體金屬有可能溶解于針料中。只要溶解量在適當的范圍內,對于接頭性能是 有利的。但溶解量不適當時,則使鉀料的熔點提高,從而產生焊不透等缺陷。基體金屬 如過多地溶解到釬料中,則在基體金屬上就會出現凹陷,甚至溶穿的現象。這種缺陷叫 做溶蝕,必須避免。 影響基體金屬在液態釬料中溶解的因素有（1）釬焊溫度（2）保溫時間（3）與 合金狀態有關 3)針縫組織(1)在合金狀態圖上,如果基體金屬能與釬料形成固溶體,或者基體金屬 與釬料合金的基體元素相同,則可得到固溶體組織的釬焊縫。這些釬焊接頭塑性好,強 度高。是理想的釬焊接頭組織。(2)

8、金屬間化合物組織金屬間化合物一般硬而脆,會降 低接頭的塑性和強度。特別是當化合物形成連續層時,影響更大。因此,應盡量避免針 縫中出現化合物組織 釬料與基體的相互作用釬料與基體的相互作用 (4)加熱室的全部構件必須具有一定的 機械強度和熱強度的穩定性以及幾何形狀的 穩定性 (5)應具有強制冷卻機能,一則滿足某些 材料的熱處理要求,二則縮短釬焊周期 (6)設備的控制系統應能獲得理想的空 載和裝載時的特性曲線 (7)設備的自動保護裝置應先進可靠,確 保安全。 真 空 釬 焊 爐真 空 釬 焊 爐 真空釬焊時,零件是在氧分壓較低的真空容器中加熱、保溫、冷卻而形成釬焊接頭的。 因此,真空釬焊工藝對設備有

9、如下要求: (1)加熱室應能容納被釬焊組件; (2)爐內真空度應能滿足釬焊工藝要求,尤其是當釬料中含蒸汽壓高的元素時,設備應 具有控制鉀料中合金元素揮發的能力 (3)加熱室溫度應能精確控制和自動調節 釬焊時釬焊零件應裝配定位,以確保零件之間的相互位置和釬焊要 求的接頭間隙。釬焊夾具要涉及到釬焊零件的固定、裝配、進爐、釬焊、 出爐整個過程,夾具是否合理和實用直接影響到釬焊質量。 (1)夾具材料要可以經受釬焊溫度,而不喪失強度,不變形和放出氣體, 不易與組焊件產生合金反應; 釬焊夾具釬焊夾具 (2)重視夾具和零件的溫度膨脹 和收縮,在釬焊溫度下,要保證釬焊零 件具有合適的接頭間隙; (3)夾具要保

10、證釬焊區的熱傳導, 引起的熱量轉移對零件的穩定加熱降 溫產生干擾最小,并且不妨礙釬料的 流動。 真 空 釬 焊 優 點真 空 釬 焊 優 點 同熔焊和其他類型的釬焊相比,真空釬焊具主要具有以下優點: (1)在全部釬焊過程中,不使用釬劑,被釬焊零件處于真空條件下,不會出現氧化、 增碳、脫碳及污染變質等現象,釬縫成形美觀 (2)釬焊時,零件整體受熱均勻,熱應力小,可將變形量控制到最小程度,可實現無 余量加工和精密釬焊; (3)可一次釬焊多道鄰近的釬縫,或可以根據爐子的容量,同爐釬焊多個組件,提高 釬焊效率,同時可將零件熱處理l序在釬焊工藝過程中同時完成,選擇適當的釬焊工藝 參數,還可將釬焊安排為最終工序,而得到性能符合設計要求的釬焊接頭。 (4)可釬焊的基本金屬種類多,