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关于真空扩散焊的原理


目前异种金属连(焊)接技术有多种方法,扩散焊是其中常用的方法之一,即在一定的温度和压力下使待焊表面互相接触,通过塑性变形或待焊面产生的微量液相而扩大待焊面的物理接触面积,然后经较长时间的原子相互扩散而实现冶金结合的一种焊接方法。扩散连接技术不仅能实现同种材料的牢固连接,对异种材料的连接也是比较理想的,特别是对性能差别大、不互溶、相互间易产生脆性金属间化合物的异种材料,扩散连接与其它方法相比较优点更为突出。

材料的扩散焊是以“物理纯”表面的主要特性之一为根据,该种表面由于开裂的原子键而具有“结合”能力。采用真空和其他净化表面的方法之后,就有可能利用上述原子结合力,来连接两个和两个以上的表面,随后表面上产生的扩散过程提高了这一连接的强度。扩散焊接要求有一足够的挤压力,以便使焊接表面之间的距离缩短到原子之间力的相互作用半径。连接某一材料所需的压力应足以消除工件表面微观的不平度。在真空中,高于再结晶温度时只施加不大的压力,就足以使相接触的焊件接合如果连接区域扩散开,并具有体积特性时,则就获得了连接的可靠性和强度。真空扩散焊时真空度只达到5×10-4乇,被焊零件周围气氛的最低纯度为99.9987%时已能获得良好的结果。用这种焊接方法,可以连接具有不同硬度、强度、相互润湿的各种材料,其中包括异种金属、陶瓷、金属陶瓷,这些材料用熔化焊接方法焊接都不能得到良好效果。例如,在生产中,首次实现了下述材料之间的高质量连接:陶瓷和可伐合金、铜、钛、玻璃和可伐合金;黄金和青铜;铂和钛;银和不锈钢;铌和陶瓷、钼;钢和铸铁、铝、钨、钛、金屑陶瓷、锡;铜和铝、钛;青铜和各种金属等等。这还远不是真空扩散焊所能够焊接材料的全部。机械制造、拖拉机、工具、电子学、航空工业、仪表、造船、食品机械制造以及其他部门已应用这一新方法来制造电真空器件、工具、制动器、水力机械的部件、双金属的各种零件、甚至家用复合底锅(焊接后无需表面处理)等等。经检验后证明:真空扩散焊的焊接接头的机械强度、热稳定性、密封性、耐腐蚀性和弹都能满足重要构件的技术要求。尤为突出的是:扩散焊接的工件的尺寸可以从几微米到几米。因此真空扩散焊接具有良好的经济效果。

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