專業(yè)研發(fā)、生產擴散焊設備的制造商提供一站式生產工藝支持
擴散焊是指在一定的溫度和壓力下,待焊表面相互靠近,相互接觸,通過使局部發(fā)生微觀塑性變形,或通過被連接表面產生的瞬態(tài)液相而擴大被連接表面的物理接觸,然后經較長時間的原子間相互擴散,相互滲透,而形成冶金結合的連接
擴散焊對焊前材料接合面的表面處理要求較高;需施加一定的壓力,但不應產生宏觀塑性變形;焊接精度較高,但時間較長,效率較低;可焊接形狀復雜、中空或疊層的工件,厚度不受限制;可實現(xiàn)差異較大的異種金屬之間的連接。
擴散焊能夠實現(xiàn)同種或異種材料的結合,特別是對性能差異大的異種材料,具有更突出的優(yōu)勢。例如鋁和 銅都是常用材料,鋁銅連接結構在航空、航天、電子行業(yè)中應用也非常廣泛,但銅和鋁都易被氧化,并且鋁和銅之間易產生脆性金屬間化合物CuAl2, 此外銅與鋁的線膨脹系數(shù)不同,易產生很大的熱應力。
航空航天儀表中的重要部件鋁銅雙金屬片的制造就采用了擴散焊方法, 采用LF2鋁合金與純銅通過真空擴散焊方法加工制造,鋁合金規(guī)格50mm×50mm×1mm,純銅規(guī)格為50mm×50mm ×0.5mm,材料厚度薄,且要求一定的強度和良好的導電性能,鋁與銅的真空擴散焊工藝為:真空度5~7×10-3 MPa,焊接溫度530~540℃,焊接時間為10min,壓力10MPa,焊接結果取得了良好的性能[2]。
在現(xiàn)代制造業(yè)中,陶瓷與金屬的擴散焊接可以使構件兼獲得金屬及陶瓷的性能,相互補充優(yōu)勢,滿足工程 的需要。由于陶瓷與金屬存在本質上的不同,致使兩者間的焊接存在困難:首先結晶結構不同,導致熔點極不相同;其次陶瓷晶體的強大鍵能使元素擴散困難;再而 熱膨脹系數(shù)相差懸殊, 導致接頭產生很大熱應力,會在陶瓷側產生裂紋;還有結合面產生脆性相/玻璃相會使陶瓷性能減弱。
在陶瓷與金屬的擴散焊中,為緩解接頭的殘余應力和控制界面反應產物,常采用金屬中間層來緩解接頭的殘余應力, 中間層可采用單一的軟金屬,也可采用多層金屬。軟金屬中間層有Ni、Cu、Al等,其塑性好,屈服強度低,能通過塑性變形和蠕變變形來緩解接頭的殘余應 力。采用多層金屬中間層的效果要好于單一金屬中間層,一般在陶瓷一側施加低熱脹系數(shù)、高彈性模量的金屬,如Mo等;在金屬一側施加塑性好的軟金屬,如 Cu、Ni 等。但多層金屬的層數(shù)不能過多,否則會因層間的結合性能影響接頭的穩(wěn)定性。
擴散焊技術作為綜合性技術,涉及材料、擴散、相變、界面反應、接頭應力應變等各種行為,因其技術特點,擴散焊技術正受到越來越 多的關注,在我國已進入實際應用階段。隨著對技術的不斷掌握,必將會越來越多地應用到各類產品中。脆性的金屬間化合物產生時,接頭往往表現(xiàn)出較差的力學性 能。當前,從研究現(xiàn)狀來看,主要是采用過渡材料作隔離層,但這會給實際生產增加一定的困難。


