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如何实现扩散钎焊?

【摘要】:图3-2-16 一般钎焊方法(A、B)和扩散钎焊的热过程和钎缝凝固过程实现扩散钎焊过程的基本条件是在钎焊温度下,母材对于钎料中的低熔化温度组元或降凝剂组元具有足够宽的固溶体区域。扩散钎焊由于需要长时间加热保温,故最适宜于采用保护气氛炉中加热和真空炉中加热的方法。扩散钎焊的主要过程参数是钎缝间隙宽度、过程的温度和时间;而过程的温度和时间又取决于间隙宽度和间隙中液态合金的低熔化温度组元或降凝剂组元的相对含量。

扩散钎焊是以钎缝形成的基本过程命名的,其最主要特征是在钎焊加热过程中钎焊间隙内形成的液态合金,不是像一般钎焊方法那样因随后降温凝固而形成钎缝,而是在高于钎料固相线温度的条件下长时间保温,使之等温凝固而形成钎缝。

钎缝等温凝固的机理是:在加热保温过程中,间隙中的钎料熔化后,随着母材的熔入和钎料中的低熔点组元或起降低钎料熔化温度作用的组元(降凝剂)的散失,间隙中液态合金的固相线温度逐渐升高,当这种过程持续进行而使合金的固相线温度升高到超过加热温度后,合金即发生等温凝固。扩散钎焊方法的热过程和钎缝凝固过程及其与一般钎焊方法的区别如图3-2-16所示。

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图3-2-16 一般钎焊方法(A、B)和扩散钎焊(C)的热过程和钎缝凝固过程

实现扩散钎焊过程的基本条件是在钎焊温度下,母材对于钎料中的低熔化温度组元或降凝剂组元具有足够宽的固溶体区域。其钎焊过程一般可分为三个阶段:第一阶段发生的过程与一般钎焊过程相同,即固相与液相之间有限的相互扩散;第二阶段,液相逐渐凝固;第三阶段是在固态下发生的均匀扩散过程。

扩散钎焊由于需要长时间加热保温,故最适宜于采用保护气氛炉中加热和真空炉中加热的方法。扩散钎焊使用的钎料成分一般不同于常规钎料,并且其获得方式除类似常规钎料靠熔炼制备外,在不少场合是通过加在母材表面的金属镀层或夹在间隙中的金属箔,加热中与母材接触反应来形成的。扩散钎焊的主要过程参数是钎缝间隙宽度、过程的温度和时间;而过程的温度和时间又取决于间隙宽度和间隙中液态合金的低熔化温度组元或降凝剂组元的相对含量。因此应施加适当的压紧力,以尽可能保持最小的钎缝间隙。

扩散钎焊的价值在于改善钎焊的结晶过程,可保证得到平衡的钎缝组织,提高它的强度、塑性、耐蚀性和重熔温度等,消除在某些情况下钎缝结晶中可能出现的低熔点组织或脆性相。

扩散钎焊在连接活性金属和难熔金属零件时应用较多,但与一般钎焊方法相比,生产周期长,成本也较高。