1.機理
擴散焊是在金屬不熔化的情況下,形成焊接接頭,這就必須使兩待焊表面接觸距離達到1%微米以內(nèi),這樣原子間的引力才起作用并形成金屬鍵,獲得一定強度的接頭。
(1)**階段:變形和交接面的形成。在溫度和壓力的作用下,粗糙表面的微觀凸起部位首先接觸和變形,在變形中表面氧化層被擠破,吸附層被擠開,從而達到緊密接觸,形成金屬鍵連接。隨著變形加劇,接觸區(qū)擴大,終在表面形成晶粒間的連接。而未接觸區(qū)形成"孔洞"殘留在界面上。同時,由于相變和位錯等因素,表面上產(chǎn)生"微凸",這些"微凸"又是形成金屬鍵的"活化中心"。
(2)第二階段:晶界遷移和微孔的削除。通過表面和界面原子擴散和再結(jié)晶,使界面晶界發(fā)生遷移,界面上**階段留下的孔洞漸漸變小,繼而大部分孔洞在界面上消失,形成了焊縫。
(3)第三階段:體積擴散、微孔和界面消失。在形成焊縫后,原子擴散向縱深發(fā)展,出現(xiàn)所謂"體"擴散,隨著"體"擴散的進行,原始界面完*消失,界面上殘留的微孔也消失,在界面處達到冶金連接,接頭成分趨向均勻。
在擴散焊的過程中,上述三個階段依次連續(xù)進行。擴散焊質(zhì)量與焊件表面質(zhì)量有緊密的聯(lián)系,表面質(zhì)量的關(guān)鍵是焊件表面氧化膜的去除。一般通過擠破、溶解和球化聚集作用去除,而這兩種方式是一個需要溫度和時間的擴散過程。
2.工藝流程
為了獲得優(yōu)質(zhì)的擴散焊接頭,除根據(jù)所焊部件的材料、形狀和尺寸等選擇合適的擴散焊方法和設備外,精心制備待焊零件,選取合適的焊接條件并在焊接過程中控制主要工藝參數(shù)是*其重要的。
(1)表面機加工。零件的加工精度、表面狀態(tài)是擴散焊能否成功的關(guān)鍵。良*的表面狀態(tài)能使零件在溫度、壓力的作用下結(jié)合得更緊密,擴散更充分,焊接質(zhì)量更可靠。焊前檢查零件表面,不允許有裂紋、砂眼、成群的氣孔(允許有個別的0.1mm以內(nèi)的氣孔)。
(2)除油污和表面浸蝕。零件在加工過程中容易產(chǎn)生油污、氧化物等雜質(zhì)。因此,在焊接過程中清洗表面是不可缺少工序。首先去除表面的油污,而后在槽液中去除氧化物,再用丙酮溶液清洗擦拭。
(3)中間層材料的選擇。中間層主要改善表面接觸,改善擴散條件,改善冶金反應,避免或減少因被焊材料之間物理化學性能差異過大所引起的問題。故必須優(yōu)選中間層,從而保證焊接質(zhì)量,使焊接接頭有足夠強度。
(4)結(jié)合。零件在組合的過程中要用專用的夾具,一般夾具選用熱變形小的材料制造,這樣可以避免在焊接過程中由于熱壓力變化,影響焊接的質(zhì)量,夾具也必須避免與零件之間產(chǎn)生粘接現(xiàn)象。
大宇擴散焊技術(shù)的機理和工藝流程
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