一、前 言
真空釬焊技術(shù)從四十年代開始至今,已成為一種極有發(fā)展前途的焊接技術(shù)。最早出現(xiàn)在電子工業(yè)上釬焊銅和不銹鋼的零件,后來,隨著航空工業(yè)、電子工業(yè)、汽車工業(yè)、制氧機(jī)工業(yè)和火箭導(dǎo)彈技術(shù)的迅速發(fā)展,真空釬焊技術(shù)也得到了相應(yīng)的發(fā)展,在制造蜂窩夾層結(jié)構(gòu)壁板,噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭導(dǎo)彈裝置各組合件,金屬濾網(wǎng)、波導(dǎo)和各種散熱器等部件時(shí),廣泛地采用了真空釬焊技術(shù)。
二、什么是真空釬焊
真空釬焊,是指在高真空環(huán)境中,不用釬劑使用焊接金屬釬料進(jìn)行釬焊的一種工藝方法。
工作原理:
將釬料金屬涂在要真空釬焊零件的的表面上,然后放入真空釬焊爐內(nèi),真空系統(tǒng)開始工作并將空氣抽出,當(dāng)真空度達(dá)到10-3Pa級真空狀態(tài)時(shí)開始加熱,加熱達(dá)到工藝要求的釬焊溫度時(shí),釬料開始熔化,液態(tài)釬料對基體金屬產(chǎn)生潤濕,在毛細(xì)作用下,填滿釬頭間隙。同時(shí),釬料元素向基體金屬進(jìn)行擴(kuò)散,基體金屬在液態(tài)釬料中溶解,形成優(yōu)質(zhì)的釬焊接頭。
三、真空釬焊的優(yōu)點(diǎn)
1.在真空釬焊過程中,被釬焊的工件處于真空條件下,不會(huì)出現(xiàn)氧化、增碳、脫碳及污染變質(zhì)等現(xiàn)象,焊接接頭的清潔度好,強(qiáng)度高。
2.釬焊時(shí),釬焊溫度低于基體金屬的熔點(diǎn),對基材影響小,零件整體受熱均勻,熱應(yīng)力小,可將變形量控制到最小限度,特別適宜于精密產(chǎn)品的釬焊。
3.基體金屬和釬料周圍存在的低壓(真空),能夠排除金屬在釬焊溫度下釋放出來的揮發(fā)性氣體和雜質(zhì),可使基體金屬的性能得到改善。
4.開闊了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)途徑,可釬焊的零件允許帶有狹窄溝槽、極小過度臺、盲孔等,特別適用于密閉容器、形狀復(fù)雜的零部件,還可一次釬焊多道臨近的釬縫,或同爐釬焊多個(gè)組件,釬焊效率高,無需考慮由釬劑等引起的的腐蝕、清洗、破壞等問題。
5.可將工件熱處理工序在釬焊工藝過程中同時(shí)完成,選擇適當(dāng)?shù)暮附庸に噮?shù),還可將釬焊安排為最終工序,而得到性能符合設(shè)計(jì)要求的釬焊接頭。
6.可釬焊的金屬種類多,特別適于鋁及鋁合金,鈦及鈦合金、不銹鋼、高溫合金等;也適用于鈦、鋯、鈮、鉬、鎢等同種或異種金屬的釬焊連接;還適用于復(fù)合材料、陶瓷、石墨、玻璃、金剛石等材料。
四、真空釬焊技術(shù)的主要應(yīng)用
1.航空發(fā)動(dòng)機(jī)
真空釬焊廣泛應(yīng)用于作為各型號航空發(fā)動(dòng)機(jī)封嚴(yán)構(gòu)件的蜂窩結(jié)構(gòu),蜂窩結(jié)構(gòu)釬焊工藝是將釬料預(yù)置在蜂窩芯格內(nèi),然后將蜂窩與殼體組合裝配,最后采用真空釬焊方法進(jìn)行釬焊,釬焊接頭強(qiáng)度約為母材的50%,航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)成組靜子葉片也是采用這種釬焊方法制造的,它由內(nèi)外環(huán)和10余個(gè)葉片通過真空釬焊連接為一整體。
另外,真空釬焊還應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的渦輪導(dǎo)向器、導(dǎo)流葉片、擴(kuò)散器、火焰筒、油濾等部件的制造。
2 AMB陶瓷基板
AMB(活性金屬釬焊)工藝是DBC工藝技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,它是利用釬料中含有的少量活性元素Ti、Zr與陶瓷反應(yīng)生成能被液態(tài)釬料潤濕的反應(yīng)層,從而實(shí)現(xiàn)陶瓷與金屬接合的一種方法。不僅具有更高的熱導(dǎo)率、更好的銅層結(jié)合力,而且還有熱阻更小、可靠性更高等優(yōu)勢。更適合制備在電動(dòng)汽車、動(dòng)力機(jī)車用IGBT模塊封裝用陶瓷覆銅基板。尤其在風(fēng)能、太陽能、熱泵、水電、生物質(zhì)能、綠色建筑、新能源裝備、電動(dòng)汽車、軌道交通等重要領(lǐng)域,電力電子技術(shù)的高速發(fā)展將對IGBT模塊封裝的關(guān)鍵材料—陶瓷覆銅板形成巨大需求。
3 金剛石工具
釬焊金剛石工具又分為表鑲和孕鑲兩類,表鑲工具是將金剛石直接釬焊于基體表面,孕鑲工具是將金剛石與其他材料燒結(jié)成復(fù)合體金剛石復(fù)合體的燒結(jié)過程實(shí)質(zhì)是金剛石與基體材料之間的擴(kuò)散釬焊過程。金剛石工具的釬焊分為單層金剛石工具釬焊、金剛石刀頭釬焊和PDC復(fù)合片釬焊三大類,目前已廣泛應(yīng)用于石材刀具,木工刀具,航天軍工等諸多行業(yè)。
4 車船交通工具
真空釬焊的板翅式機(jī)油冷卻器就用于車、船上。板翅式機(jī)油冷卻器具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕等特點(diǎn),是當(dāng)今柴油機(jī)冷卻器的更新?lián)Q代產(chǎn)品,已廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、船用柴油機(jī)等領(lǐng)域中。
5 空氣分離設(shè)備
空氣分離設(shè)備中葉輪使用真空釬焊技術(shù)大大提高了窄流道葉輪制造精度,因而不僅保證了設(shè)計(jì)性能指標(biāo),又降低了制造成本,同時(shí)還縮短了生產(chǎn)周期。
五、頂立科技真空釬焊工藝及設(shè)備
湖南頂立科技股份有限公司經(jīng)過數(shù)十年發(fā)展,在真空焊接領(lǐng)域上占有重要地位,已經(jīng)形成了真空釬焊、真空擴(kuò)散焊兩大產(chǎn)品系列,目前真空釬焊設(shè)備已有近200臺正在客戶現(xiàn)場運(yùn)行,客戶應(yīng)用范圍包括有色金屬、不銹鋼、鋁合金、鈦合金、高溫合金、硬質(zhì)合金等材料的真空釬焊,也包括金屬材料與非金屬材料之間的真空釬焊,如銅和陶瓷的真空釬焊等。
1 頂立科技真空釬焊設(shè)備應(yīng)用案例
國內(nèi)某航空發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用現(xiàn)場照片,立式真空釬焊設(shè)備,用于蜂窩密封環(huán)、渦輪導(dǎo)向器、導(dǎo)流葉片、擴(kuò)散器、火焰筒、油濾等部件的真空釬焊。
2 頂立科技真空釬焊設(shè)備的技術(shù)優(yōu)勢
■公司擁有國防特種焊接實(shí)驗(yàn)室專業(yè)資質(zhì),在真空釬焊及擴(kuò)散焊領(lǐng)域,工藝和設(shè)備都處于國內(nèi)國際領(lǐng)先地位,尤其工藝和設(shè)備相結(jié)合,使我們的真空釬焊設(shè)備更具實(shí)用性。
■加熱帶采用背部絕緣技術(shù)(頂立科技專利),不僅增大輻射面積,而且減少金屬釬料蒸氣對絕緣材料的污染;
■真空系統(tǒng)入口裝有氣體冷凝轉(zhuǎn)相器及過濾收集裝置,杜絕焊劑釬料蒸發(fā)氣對真空泵組的污染,尤其是AMB陶瓷基板釬焊過程中會(huì)產(chǎn)生大量脂類污染物,收集過程中收集率達(dá)98%,確保真空熱場清潔無污;
■獨(dú)有的真空規(guī)管防污染技術(shù),確保真空規(guī)管使用壽命長;
■金屬屏加熱室采用寬幅式鉬鑭合金加熱帶,加熱帶設(shè)有筋槽,輻射面積大,長期使用不變形;
■爐膽經(jīng)模塊化優(yōu)化設(shè)計(jì),爐溫均勻性好;
■配置充Ar氣加壓快速冷卻系統(tǒng),確保冷卻效果及高效運(yùn)行。
置標(biāo)出錯(cuò):未將對象引用設(shè)置到對象的實(shí)例。