1.3 3A21铝合金真空钎焊
1.3.1 真空钎焊的发展及应用
真空炉中钎焊又称真空钎焊,是指在真空条件下,不施加钎剂而实现材料连接的一种先进的钎焊方法【2】。钎焊过程一直处于真空条件下,可以有效排除空气等杂质对工件的影响,得到优质的接头获得良好的力学性能和抗腐蚀性能。真空钎焊广泛用于铝合金,钛合金,高温合金,难容金属及陶瓷等。目前,真空钎焊工艺不仅在航空航天,核工业石油化工,电子电器工业中占据主要生产手段
真空钎焊有以下特点
(1)真空条件下焊件不会出现氧化,脱碳,增碳以及污染变质等现象,由于不使用钎剂因而也不会出现气孔,夹杂等缺陷。同时也避免后期清洗钎剂,减少污染和成本。
(2)高温高真空下,母材和钎料之间会存在低压力,能够排除金属表面吸附的气体和杂质,纯净焊缝,提升焊接接头的质量。
(3)钎焊时,零件整体受热均匀,热应力小,变形小,使用制造精密产品的零件。
(4)零件热处理工艺可在钎焊工艺过程中同时完成,选择适当的焊接参数,还可以将钎焊直接座位最终热处理。
(5)可以钎焊的材料不光局限于金属。陶瓷,金刚石,玻璃,石墨等传统无机非金属材料以及金属氧化物,金属非金属氧化物,金属以及非金属等等的连接手段都可以使用该方法。
但是,真空钎焊也存在着一些列的缺点和问题,这些问题亟待解决,比如。
(1)在真空条件下金属易挥发,因此对含有高蒸汽压元素(锌 镉 锂 镁 锰 磷)等的基本金属钎料不宜使用真空钎焊。
(2)真空钎焊要去零件表面的粗糙度,装备质量,配合公差等影响较为敏感,十分依赖环境。
(3)真空设备复杂昂贵,文修成本高,对工作人员要求也高。
1.3.2 3A21铝合金真空钎焊基本原理
真空下焊接接头的形成,针对3A21铝合金可概述为三部分:第一,真空条件下氧化膜去除过程;第二,钎料填充接头间隙过程;第三,钎料与母材相互进行物理化学的作用过程。
首先来阐述一下真空去膜机理,真空条件下不同的母材有不同的去膜机制。而且即使对于同一母材,在不同的温度下其去膜机制依然会有所不同。真空下氧化膜分解的促进机制是有几种不同的因素相互制约的。
(1)真空状态降低了钎焊区域的氧化物的氧分压,使得氧化物更容易分解。然而由于真空下这下氧化物分解所需的真空依然很高,故高真空并不主要是氧化物分解的主要途径。由表可知Al2O3 极难自行分解,故高真空不是去除它的主要方法。 HAlSi10,HAlSiMg以及HAlSiCu三种钎料3A21铝合金真空钎焊(3):http://www.751com.cn/cailiao/lunwen_23017.html