真空擴散焊有哪些焊接參數?其影響如何?
真空擴散焊的主要焊接參數有:溫度、壓力、保溫擴散時間和保護氣氛,冷卻過程中有相變的材料以及陶瓷等脆性材料的擴散焊,還應控制加熱和冷卻速度。
(1)溫度 系真空擴散焊最重要的焊接參數。在一定溫度范圍內,擴散過程隨溫度的提高而加快,接頭強度也能相應增加。但溫度的提高受工夾具高溫強度、焊件的相變和再結晶等條件所限,而且溫度高于一定值后,對接頭質量的影響就不大了。故多數金屬材料固相擴散焊的加熱溫度都定為0.6 - 0.8Tm (K),其中Tm為母材熔點。
(3)保溫擴散時間 保溫擴散時間并非獨立變量,而與溫度、壓力密切相關,且可在相當寬的范圍內變化。采用較高溫度和壓力時,只需數分鐘;反之,就要數小時。加有中間層的擴散焊,還取決于中間層厚度和對接頭成分、組織均勻度的要求。必須指出,保溫擴散時間短果然會影響接頭質量,時間過長也會造成不利影響,表現為母材的晶粒長大,韌性降低。對可能形成脆性金屬間化合物的接頭,還應控制擴散時間,以求減小脆性層厚度。
(4)保護氣氛 擴散焊有真空與非真空之分,非真空擴散焊通常在保護氣氛中進行,以Ar作為保護氣,一些材料也可使用H2、He或高純氮。真空擴散焊真空度取(1~20)×10-3Pa,在真空中擴散,在其他參數相同的情況下比常壓氬保護時所需擴散時間要短。
(1)溫度 系真空擴散焊最重要的焊接參數。在一定溫度范圍內,擴散過程隨溫度的提高而加快,接頭強度也能相應增加。但溫度的提高受工夾具高溫強度、焊件的相變和再結晶等條件所限,而且溫度高于一定值后,對接頭質量的影響就不大了。故多數金屬材料固相擴散焊的加熱溫度都定為0.6 - 0.8Tm (K),其中Tm為母材熔點。
(2)壓力 主要影響擴散焊的第一、二階段。較高壓力能獲得較高質量的接頭,接頭強度與壓力的關系見圖2-46。焊件晶粒度較大或表面粗糙度較大時,所需壓力也較高。壓力上限受焊件總體變形量及設備能力的限制.除熱等靜壓擴散焊外,通常取0.5 -50MPa。從限制焊件變形量考慮,壓力可在表2-24范圍內選取。鑒了壓力對擴散焊的第蘭階段影響較小,故固相擴散焊后期允許減低壓力,以減少變形。
材料類型 | 碳鋼 | 不銹鋼 | 鋁合金 | 鈦合金 |
普通擴散壓力/Mpa | 5-10 | 7-12 | 3-7 | —— |
熱等靜壓擴散壓力/Mpa | 100 | —— | 75 | 50 |
同種金屬固相擴散焊接常用壓力
(3)保溫擴散時間 保溫擴散時間并非獨立變量,而與溫度、壓力密切相關,且可在相當寬的范圍內變化。采用較高溫度和壓力時,只需數分鐘;反之,就要數小時。加有中間層的擴散焊,還取決于中間層厚度和對接頭成分、組織均勻度的要求。必須指出,保溫擴散時間短果然會影響接頭質量,時間過長也會造成不利影響,表現為母材的晶粒長大,韌性降低。對可能形成脆性金屬間化合物的接頭,還應控制擴散時間,以求減小脆性層厚度。
(4)保護氣氛 擴散焊有真空與非真空之分,非真空擴散焊通常在保護氣氛中進行,以Ar作為保護氣,一些材料也可使用H2、He或高純氮。真空擴散焊真空度取(1~20)×10-3Pa,在真空中擴散,在其他參數相同的情況下比常壓氬保護時所需擴散時間要短。
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