特种焊接技术 教学课件 作者 王洪光 主编15四章课件教案.doc

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1、序号专业及班级授课类型15授课日期讲课课题第4章扩散焊第二节扩散焊工艺教学目的1、掌握扩散焊的基本工艺2、了解扩散焊的接头结构形式3、了解扩散焊接时的止焊剂的作用重点与难点重点：扩散焊的基本工艺难点：扩散焊的工艺参数的选择时间(分)内容及教授方法教具第4章扩散焊第二节扩散焊工艺一．接头形式二．待焊表面的制备与清理中间层材料的选择三．止焊剂的应用四、焊接工艺参数课后记录检查意见签字教师课时计划（首页）教师课时计划（付页）第二节扩散焊工艺一、接头形式扩散焊的接头形式也不同于熔焊。扩散焊接头的基本形式有对接接头、

2、T形接头和搭接接头，其中搭接接头最为适应，因而应用最多。为了提高对接接头的承载能力，有时采用斜面对接或曲面对接，这样就可以增加接合面积。必要时也采取对接接头局部搭接化。图4-3列出典型的扩散焊接头。二、待焊表面的制备与清理待焊表面的状态对扩散焊接过程和接头质量有很大的影响，特别是固态扩散焊，必须在装焊前进行仔细制备和清理。清理方法有：(1)表面机械加工待焊面要求达到平整光滑，使焊接间隙最小，微观接触点尽可能地多。一般要求表面粗糙度在Ra3.2μm以下。用精车、精刨(铣)磨削、研磨、抛光等方法都可以加工出所需

3、的表面平直度和粗糙度。若是加入软中间层的扩散焊或过渡液相扩散焊，则粗糙度可以放宽。(2)表面净化处理表面净化处理的目的是清除氧化膜、油和其它吸附物。去除表面氧化物宜用化学腐蚀方法，腐蚀剂可参考金相腐蚀剂的配方。但要注意，腐蚀速度不能过大，以防止产生腐蚀坑。当腐蚀至露出金属光泽，就立即用水冲净和烘干。除油可用乙醇、三氯乙烯、四氯化碳、丙酮、洗涤剂或其他清洁剂。也可以在真空中加热去除焊件表面的有机物、水或气吸附层。某些金属的氧化物，在高温真空条件下会分解或溶解于母材金属中，从而除去表面氧化膜。经清洗干净的待焊件

4、应尽快组装焊接，不要放置时间过长，如因某种原因未能及时焊接，则应重新处理。或者在加工和净化处理后对待焊表面加以保护，如放在高纯度的惰性气体中或置于真空容器内。教师课时计划（付页）三、中间层材料的选择加中间层的扩散焊，选择中间层的材料是非常重要的。只有的选择中间层材料，才能获得满意的扩散焊接头。一般来说，如果两焊件间有良好的扩散能力并不产生任何不良组织和不良性能，则不加中间层。当两种材料难以焊接或焊接效果较差时，应该采用加入中间层的扩散焊的方法。1、中间层的作用中间层应起到如下作用：1)改善表面接触，以降低对

5、待焊表面制备的要求和降低焊接所需压力。2)改善扩散条件，加速扩散过程，以降低加热温度和缩短焊接时间。3)改善冶金反应，避免或减少金属间形成脆性化合物和不希望的共晶组织。4)避免和减小焊接热应力或扩散孔洞等缺陷。2、对中间层材料性能的要求在选择中间层材料时，要求中间层材料具有下列性能：1)材料塑性好，易变形。2)含有容易向基体扩散的或能降低中间层熔点的元素，如硼、铍、硅等。3)不与母材产生不良的冶金反应，如不产生脆性层或对性能的不良影响的共晶组织。4)不会在接头上引起电化学腐蚀问题。中间层材料可以是纯金属，如

6、钛、镍、铜、铝等，也可以是含有上述能活化扩散的或能降低熔点的元素，而成分与母材相似的合金。许多标准的钎焊合金常被用来作中间层材料。中间层的厚度要适当，越厚，焊后使接头成分和组织均匀化所需的扩散处理时间就越长；过薄，则影响接头的形成。中间层的厚度确定的原则是宜薄不宜厚。中间层的厚度一般由1微米到数百微米。中间层可预先加工成箔片，然后夹在接头中间，也可以通过真空蒸镀、电镀、等离子喷涂、粉状糊料涂敷等方法加到待焊表面上。教师课时计划（付页）四止焊剂的应用止焊剂可以是箔片或粉状，它应具有如下性能：1)其熔点或软化点

7、应高于焊接温度。2)具有较好的高温化学稳定性，在高温下不与工件、夹具压头等产生化学反应。3)高温下不释放出气体污染待焊表面，也不降低真空度或破坏保护气氛。当钢与钢扩散焊时可以选用人造云母片与压块等隔离：钛与钛扩散焊时，可涂一层氮化硼或氧化钇粉等。五、焊接工艺参数(1)温度加热温度是扩散焊最重要的工艺参数。在一定温度范围内温度愈高，扩散过程愈快，所获得的接头强度也愈高。但是它又受到被焊材料、夹具的高温强度、焊件的相变、再结晶等冶金特性的限制。而且温度高于某一定值后，再提高对接头质量提高不多，甚至反会下降，因晶

8、粒会长大。对许多金属和合金，扩散焊温度为0.6～0.8Tr(oK)，Tr为母材的熔点。对于过渡液相扩散焊，加热温度比中间层材料熔点或共晶反应温度稍高一些，待液相填充间隙后，至凝固和均匀化扩散阶段温度可略为下降。扩散焊接加热温度的选择，应兼顾考虑在短的时间内完成且获得最好的焊接质量，达到完全的冶金结合。(2)压力焊接压力的主要作用在于使焊接表面产生微观塑性变形，以达到最大的紧密接触，形成金属键和建立原子相互扩散的条