扩散焊教学课件.ppt

《扩散焊教学课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1、原理扩散焊是指在一定的温度和压力下，被连接表面相互接触，通过使局部发生微观塑性变形，或通过被连接表面产生的微观液相而扩大被连接表面的物理接触，然后结合层原子间经过一定时间的相互扩散，形成整体可靠连接的过程。第四章扩散焊11）同种材料扩散焊不加中间层的两同种金属直接接触的扩散焊。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。2）异种材料扩散焊异种金属或金属与陶瓷、石墨等非会属的扩散焊。(存在问题)a.膨胀系数不同——结合面上出现热应力；b.冶金反应——低熔点共晶组织

2、或脆性金属间化合物；c.扩散系数不同——形成扩散孔洞；d.电化学性能不同——出现电化学腐蚀。2、扩散焊的分类23）加中间层扩散焊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。4）固相扩散焊焊接过程中母材和中间层均不发生熔化或产生液相的扩散焊方法。5）液相扩散焊指在扩散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。33、扩散焊的特点(1)接头质量好；(2)零件变形

3、小；(3)可一次焊接多个接头；(4)可焊接大断面接头；(5)可焊接其它焊接方法难于焊接的材料和工件；(6)与其他热加工、热处理工艺结合可获得较大的技术经济效益(7)零件待焊表面的制备和装配要求较高；(8)焊接热循环时间长，生产率低；(9)设备一次性投资较大，焊件尺寸受到设备的限制(10)接头连接质量的无损检测手段尚不完善优点不足4扩散焊与熔焊、钎焊方法的比较工艺条件扩散焊熔焊钎焊加热局部、整体局部局部、整体温度0.5~0.8Tm母材熔点高于钎料温度表面准备严格不严格严格装配精确不严格不严格可焊材料金属、非金属金属金属、非金属裂纹倾

4、向无强弱变形轻强轻接头强度接近母材接近母材取决钎料强度54、扩散焊原理及扩散机制在金属不熔化的情况下，要形成焊接接头就必须使两待焊表面紧密接触，使之距离达到(1~5)×10-6mm以内，在这种条件下，金属原子间的引力才开始起作用，才可能形成金属键，获得有一定强度的接头。实际上，金属表面无论经什么样的精密加工，在徽观上总还是起伏不平的。6扩散焊过程第一阶段：变形和交界面形成接触点屈服和蠕变塑性变形压力持续接触面积增大，晶粒间连接。第二阶段：晶界迁移和微孔的收缩和消除第三阶段：体积扩散，微孔消除和界面消失7原子扩散基本规律(1)扩散系

5、数单位时间内经过一定平面的平均粒子数D=D0exp(E/RT)D—扩散系数；E—扩散激活能；R—气体常数；D0—指数前系数；T—绝对温度(2)原子平均扩散距离x=(2Dt)0.5x—原子平均扩散距离；D—扩散系数；t—扩散时间85、扩散焊设备(1)真空室由耐高温材料围成的均匀加热区，以保持设定的温度，真空室外壳需要冷却。(2)真空系统由扩散泵和机械泵组成，扩散泵可达到1.33x10-2Pa的真空度，加扩散泵后达1.33x10-5~1.33x10-4Pa。(3)加热系统由感应线圈和高频电源组成，按加热方式可分为：感应加热、辐射加热和

6、接触加热。9(4)加压系统扩散焊所施加的压力较小，压强可在1~100MPa范围内变化，当材料的高温变形抗力较大，或表面粗糙、扩散焊接温度较低时，需提高压力。(5)测量与控制系统包括温度、压力、真空度及时间的控制和测量。(6)水冷系统一般通过水循环系统进行冷却，防止系统过热。105、扩散焊工艺(1)工件待焊表面的制备和清理a)表面机加工目的是为了获得平整光洁的表面，保证焊接间隙极小，微观上紧密接触点尽可能的多。对普通金属零件可采用精车、精刨(铣)和磨削加工，通常使粗糙度Ra≤3.2μm，Ra大小的确定还与材料本身的硬度有关,对硬度较

7、高的材料，Ra应更小，对加有软中间层的固相扩散焊和液相扩散焊，以及热等静压扩散焊粗糙度要求可放宽。11b)除油和表面浸蚀通常用酒精、丙酮、三氯乙烯或金属清洗剂除油。有些场合还可采用超声清洗净化方法。(2)中间层的选择a)中间层的作用改善表面接触，降低对待焊表面制备质量的要求，降低所需的焊接压力。改善扩散条件，加速扩散过程，从而降低焊接温度，缩短焊接时间.改善冶金反应，避免(或减少)形成脆性金属间化合物和不希望有的共晶组织。避免或减少因被焊材料之间物理化学性能差异过大所引起的词题，如热应力过大，出现扩散孔洞等.12b)中间层材料应满

8、足条件容易塑性变形;含有加速扩散或降低中间层熔点的元素，如硼、被、硅等;物理化学性能与母材差异较被焊材料之间的差异小;不与母材产生不良的冶金反应，如产生脆性相或不希望有的共晶相;不会在接头上引起电化学腐蚀问题。13(3)焊接工艺参数a)温度在一定的