真空钎焊-教学

真空钎焊2钎焊简介用比母材熔点低的金属材料作为钎料，靠工件间微小间隙的毛细管吸力作用，用液态钎料润湿母材和填充工件接口间隙并使其与母材相互扩散的焊接方法。钎焊变形小，接头光滑美观，适合于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件，如蜂窝夹层结构板、透平叶片、散热器、硬质合金刀具和印刷电路板等。钎焊前对工件必须进行细致加工和严格清洗，除去油污和过厚的氧化膜，保证接口装配间隙。间隙一般要求在0.01～0.1毫米之间。

3真空钎焊的发展

真空钎焊技术从四十年代开始至今，已成为一种极有发展前途的焊接技术。最早出现在电子工业上钎焊铜和不锈钢的零件；应用到航空工业、原子能工业，在1959年开始应用到制造不锈钢的板翅式换热器上；目前：广泛应用于空气分离设备、石油化工设备、工程机械、车、船和家电等工业部门的板翅式换热器和冷却器中。制造蜂窝夹层结构壁板，喷气发动机和火箭导弹装置组合件。4真空钎焊的特点不用钎剂，产品的抗腐蚀性显著提高，无污染，节省大量价格昂贵的金属钎剂，无需复杂的焊剂清洗工序真空钎焊钎料的湿润性和流动性良好，可以焊更复杂和狭小通道的器件，一次焊接成功。真空钎焊加热温度低，基体性能影响小，零件变形小，表面光洁度高，真空钎焊和淬火可同时进行；适于真空钎焊的材料很多，如：铝、铝合金、铜、铜合金，不锈钢、合金钢、低碳钢、钛、镍、因康镍等都可以在真空电炉中钎焊。5真空钎焊工艺真空钎焊温度及保温时间真空度的选择真空钎焊钎料的选择6真空钎焊温度钎焊温度的选择：钎料的成分、熔点、接头形式、零件大小及钎焊空间位置等决定；提高温度：改善钎料湿润性，改善钎料与基体金属的相互作用程度，获得圆角均匀光滑及牢固结合的钎焊接头；温度过高：钎料流失，晶粒长大。

7真空钎焊保温时间目的：使钎料充分漫流，钎料与基体金属发生足够的相互扩散，增强接头的结合强度；根据工件大小、数量及钎料成分确定；注意钎料流失及真空加热时工件温度滞后的影响。8真空度的选择根据钎焊的材料及钎料选择：不含Al和Ti的不锈钢，1.33Pa，含Al及Ti的耐热合金1.33×10-2Pa，如材料有较高蒸汽压，采用真空加氩气配合防止元素挥发。9真空钎焊钎料航空常用的钎焊材料钎焊工作温度较低可采用：铜和铜-锌钎料（<400℃）；银铜-锌镉钎料；银铜锂钎料中等温度（<600-700℃）采用锰基钎料塑性较好易制成各种形状、钎焊接头的塑性好，同基体金属作用程度较小；高温钎料：镍基应用较广AMS4775钎料10CF6发动机燃烧室的真空钎焊材料：1mm厚钴基合金板工作温度1000℃以上钎料：与基材同质的钴基钎料，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钎焊温度范围：1146～1204℃发动机燃烧室的结构形式11CF6发动机燃烧室的真空钎焊酸洗超声清洗注入钎料烘干真空钎焊140±10℃/3h（1160＋14）℃/20-25min真空度400×10-4气体（＋风扇）540℃/20min15℃/min35℃/min1000℃/15minCF6发动机燃烧室的真空钎焊工艺流程12CF6发动机燃烧室真空钎焊表CF6发动机燃烧室真空钎焊获得的的性能钎料试样钎料铺展面积mm2填充间隙宽度mm漫流长度mm抗拉强度MPa抗剪强度MPaCo基钎料Co基合金165~2521.15~1.35106~110650~820306~4282311.21108.374537413油嘴壳上回油管技术难点柴油发动机的油嘴壳体(300g)材料：20钢Q：其上的回油管(40g)及回油支管(12g)，精度高、要求严，内腔要求复杂，壁薄（1.50mm)，钎料丝材细（φ0.8mm）常压常温下难以融化细径钎焊丝，无法保证焊接精度，另油壳组装基准面要求渗碳层0.80~1.20mm,50~55HRC,Ra0.16μm14油嘴壳上回油管真空钎焊牌号规格成分（质量分数）%熔化温度抗拉强度MPaHIAgCu31-10钎料丝φ0.80mm绕成内径6.5mm圆圈状AlCuSn固相线液相线410593110600720钎料的规格及成分进炉温度℃加热温度℃保温时间min真空度Pa出炉温度℃淬火真空度Pa淬火介质室温840507~80008403~4000真空淬火油真空钎焊的工艺参数15油嘴壳上回油管真空钎焊工艺油嘴壳渗碳并精加工后钎焊回油管；钎焊前清洗晾干后涂钎剂膜防止形成氧化膜；位置的正确摆放；焊件放入升至600℃，充入高纯氮气800~1000Pa，温度升至800℃氮气压力7~8000Pa；出炉前，搅拌并对真空淬火油脱气直到无气泡，至冷却室后即充入高纯氮气3~4000Pa降至油池中淬火。16真空钎焊工艺举例硬质合金铣刀和车刀不锈钢翘片加热器金刚石聚晶取芯钻头粉末冶金工艺复杂，过程中高温可对金刚石性能影响较大，低于PM150~200℃真空钎焊；复合体式钻进钻头复合体连接时温度超过700℃产生裂解及大幅度影响其性能。216mm金刚石聚晶取芯钻头PDC全面钻进钻头17真空钎焊工艺举例不锈钢喷嘴环组件火箭发动机1Cr19Ni9Ti；焊缝承压需>12MPa；膏状镍基钎料+专用夹具管束热交换器油井压裂车；数十根铜管钎焊于铸钢上焊缝承压需>15MPa；Ag-Cu-Ni钎料不锈钢喷嘴环组件管束热交换器18真空钎焊工艺举例氧气压缩机叶轮材料：超高强度钢：00Cr13Ni6Nb或34CrNi3Mo工况：>10000r/minQ：叶轮流道宽度<6mm,熔焊法可达性极差。A：真空钎焊采用加长针头将膏状钎料涂到叶片与轮盖接缝处；相对位置：氩弧焊定位；钎焊温度与其淬火温度兼容19真空钎焊工艺举例低温冷凝泵毛细管热交换器Q：300根φ2mm的HL306银铜锌合金管两端钎焊到不锈钢圆板上，管束密集，间隙小笼式反应器锂与气体反应生成新气体；多根不锈钢管将上集气环与下法兰座连接，耐压2MPa；集气环与盖板间0.03mm厚的非晶态箔状钎料。毛细管热交换器笼式反应器20真空钎焊在航空发动机上的应用美国JT9D发动机蜂窝封严环，由环件和蜂窝夹芯用真空钎焊制成；燃油总管