真空扩散焊焊接方法基本概念

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1、5真空扩散焊焊接方法基本概念朱兴贵2012118502119材控1211摘要:真空扩散焊焊接技术是目前应用较为广泛的焊接技术之一，文章介绍了这种焊接技术的原理，综述了国内的研究现状及应用前景、分类、焊接材料、焊接方法等。国内的扩散焊技术主要是针对一些异种难焊金属。已被应用于航天航空、仪表及电子、核工业等部门，并已经扩展到，能源、石化及机械制造等众多领域。关键词：真空扩散焊焊接技术；原理；现状；应用前言扩散焊是一种精密的焊接方法，特别适用于异种金属材料，耐热合金和新材料，如陶瓷、复合材料、金属间化合物等材料的焊接。具有连接精度高、温度低、接头强度高、残余应力小、没有明显的界面和焊接残留

2、物、可焊材料种类多等优点，应用前景广阔。特别是一些高性能构件的制造要求把特殊合金或性能差别很大的异种材料连接在一起，这用传统熔焊方法难以实现。作为固相连接方法之一的真空扩散焊技术引起了人们的重视，成为链接领域新的热点。近年来，真空扩散焊接技术发展很快。在新材料的制备、连接、修复等方面有很大潜力。［1］1概念所谓扩散焊是将两个待焊工件紧夹在一起，置于真空或保护气氛炉内加热，使两焊接表面微小的不平处产生微观塑性变形，而达到紧密接触，在随后的保温加热中，原子间相互扩散而形成冶金连接的焊接方法。这种称为固相扩散焊，是压焊的一种，与常用压焊方法(冷压焊、摩擦焊、爆炸焊及超声波焊)相同的是在连接

3、过程中要施加一定的压力。其主要缺点是待焊表面质量要求高，焊接时间长，接头质量不稳定。2真空扩散焊的工艺特点（1）焊接过程是在完全没有液相或仅有极小过渡相参加下，形成接头后再经过扩散处理的过程。使其成分和组织完全与基体一致，接头内不残留任何铸态组织，原始界面完全消失。因此能保持原有基金属的物理，化学和力学性能。（2）扩散焊由于基体不过热或熔化，因此几乎可以在不破坏被焊材料性能的情况下，焊接一切金属和非金属材料。特别适用焊接用一般焊接方法难以实现，或虽可焊接但性能和结构在焊接过程中容易受到严重破坏的材料。如弥散强化的高温合金，纤维强化的硼—铝复合材料等。5（3）可焊接不同类型，甚至差别很

4、大的材料。包括异种金属，金属与陶瓷等冶金上完全互不相溶的材料。可焊接结构复杂以及厚薄相差很大的工件。加热均匀，焊件不变形，不产生残余应力。使工件保持较高精度的几何尺寸和形状（4）它是一种高精密的连接方法，工件不变形，可以实现机械加工后的精密装配连接，可获得较大的经济效益。对于塑性差或熔点高的材料，或对于不互溶或在熔焊时产生脆性化合物的异种材料，真空扩散焊是一种可靠的方法，适合于耐热材料（耐热合金、钨、钼、铌、钛等）、陶瓷、磁性材料及活性金属的连接，在真空扩散焊研究与实际应用中，有70％涉及异种材料的连接[3]。3扩散焊接分类3.1同种材料扩散焊它指不加中间层的两同种金属直接接触的扩散

5、连接。这种类型的扩散焊，一般要求待焊表面制备质量较高，焊接时要求施加较大的压力，焊后接头的成分、组织与母材基本一致。Ti、Cu、Zr、Ta等最易焊接；铝及其合金，含Al、Cr、Ti的铁基及钴基合金则因氧化物不易去除而难以焊接。3.2异种材料扩散焊它指两种不同的金属、合金或金属与陶瓷，石墨等非会属的扩散焊连接。异种材料的化学成分、物理性能等有显著差异。两种材料的熔点、线胀系数、电磁性氧化性等差异越大，扩散焊接难度越大。因两种材料扩散系数和线胀系数等不同，在扩散结合面上由于冶金反应生产低熔点共晶或者形成脆性金属间化合物，易使界面处产生显微孔洞、裂纹，甚至断裂。3.3过度液相扩散焊指在扩散

6、焊过程中接缝区短时出现微量液相的扩散焊方法。有助于改善扩散表面接触情况，允许使用较低的扩散焊压力。当用上述两种方法难以焊接或效果较差时，可在被焊材料之间加入一层金属或合金(称为中间层)，这样就可以焊接很多难焊的或冶金上不相容的异种材料，可以焊接熔点很高的同种材料。它也被称为瞬间液相扩散焊(TLP)，是指在扩散焊过程中界面处短时出现微量液相的扩散焊方法。在扩散焊过程中中间层与母材发生共晶反应，形成一层极薄的液相膜，此液相膜填充整个接头间隙后，再使之等温凝固并进行互相扩散，从而获得均匀的扩散焊接头。5瞬态液相扩散焊是用一种特殊成分、熔化温度较低的薄层合金作为中间层，放置在焊接面之间。施加

7、小的压力或不施加压力，并在真空条件下瞬间加热到中间层合金熔化，在焊接面间形成均匀的液态薄膜并润湿母材；经过一定的保温时间，中间层合金与母材之间进一步扩散，形成牢固连接。这种方法尤其适用于焊接性较差的铸造高温合金。3.4加中间层的扩散焊它也被称为共晶反应扩散焊，是利用在某一温度下待焊异种金属之间会形成低熔点共晶的特点加速扩散焊过程的方法。在被焊材料之间加入一层金属或合金（称为中间层），这样就可以焊接很多难焊的或冶金上下不相容的异种材料，可以焊接熔点很高的同种