真空扩散焊的概念

  真空扩散焊是指在真空环境下，将紧密贴合的构件在一定温度与压力下保持一段时，使接触面之间的原子相互扩散形成连接的焊接方法。它既可以实现同种异种金属材米之间的连接，也可以实现金属与陶瓷材料、复合材料的连接。

 真空扩散焊的应用

一、金属材料。

1. 同种材质，真空扩散焊钛合金空心整流叶片与铝合金水冷板分别用于航空发动机系统与空气冷却系统。

2. 不同材质：铜与钢真空扩散焊形成的双金属构件，广泛用作液压泵缸体、配油盘、煤炭钻机配油套、双金属转子等。

二、非金属材料。

材料： 陶瓷与金属镍、高熵合金与不锈钢、硬质合金与铝、金属间化合物，单晶合金等。

 真空扩散焊的优越性

 一、焊接温度低且适用材料广。扩散焊的基体不熔化、不过热，可实现其他方法难实现的材料的连接。

二、焊接强度高，接头质量好。 焊接接头的组织和性能与基材接近，接头质量稳定。

三、焊接工艺不可替代。 可焊接结构复杂、厚薄差异大的组件，且可同时焊多条焊接。

四、焊接变形小，适于结构-功能一体化精密产品的制造。

五、扩散焊接在真空状态下工作、构件光亮、无氧化。

 真空扩散焊接头的形成过程

 第一阶段、接触-变形表面微粒（微观粗糙度）和薄膜的任意变形，以形成最初的某种程度的机械接触。

第二阶段、扩散-界面推移界面随时间推移而发生变形，进一步形成界面的紧密接触。

第三阶段、界面和孔洞消失通过继续扩散，直一步加强已形成的连接，扩大牢固连接面，消除界面孔洞，接头组织和成分均匀化。

 影响真空扩散焊的主要工艺因素

一、温度。 影响原子扩散速度，进而影响焊缝接头强度，温度越高，扩散速度越快，一般为材料熔点的0.5-0.8倍。

二、压力大小选择是扩散焊接最主要的工艺参数，一般来讲增大压力数值，就等于扩大焊接基面的有效接触面积，促进接合面的塑性变形，界面紧密接触增多，缩短接时间。

三、真空度。需达到某种Pa级别，无氧化，构件光亮，焊接后性能更佳。

四、扩散时间。合适的扩散时间有助于提高接头组织均匀性。

 真空扩散焊结构图

1. 双作用淮压缸。

2. 压机结构系统。

3. 动密封系统。

4. 真空炉体。

5. 钼镧加热元件。

6. 钼隔热屏。

7. 支撑结构。

8. 下压头动密封系统。

9. 安装基础。

10. TZM上压头。

11. 扩散焊工件。

12. TAM下压头。

13. 360°上压头平面度自适应系统。

14. 高精度光栅尺（位移控制）。

15. 高精度重量传感器（压力控制）。

 真空扩散焊的优势

 1. 压力机与加热室构成一体式结构，单侧开门，装卸料方便。

2. 压力控制与位移控制精度高，设备可靠性好。

3. 炉温均匀性好，扩散焊产品质量高。

4. 常规冷却与快速冷却可选，设备适应强。

5. 压头安装与拆卸方便，也可不加压做独立的钎焊炉使用，设备通用性强。

 真空扩散焊的技术特点

一、加热元件模块化，六面加热，多区控温，PID多段程序控温，温度均匀性好。

二、除配装0.001级德国进口压力传感器外，还装配美国进口的重量传感器，重量传感

器的测量值直接显示重量值，结合扩散焊面积，亦可换算成MPa数字，测量精度远高于液压油压力测量值，压力控制精度高；配装10µm高精度位移光栅尺，位移控制精度准确。独立的伺服补压系统，确保24小时恒压值不变，恒定压力准确。

三、专业动密封结构，确保其在真空高压下多年稳定运行，无泄露。

四、压力场3D有限元压力械拟校核，上/下压头安全余量足，高温下微量变形，受压工件基面平整。

五、上下压头选用了TZM合金，两平面通过高精度磨床磨削后，还经过手工刮研，精研处理，确保平面度误差在50µm之内。

六、上压头具备自适应调整功能，该自适应整机构经高精度数控车床加工而成，确保上压头沿X轴方向360度自由旋转，Z轴旋转度要特定限制，严格限制在以压头端面对角线2mm之内的设计调节范转。

    冠业精工机械有限公司教您一文读懂真空扩散焊技术的特点及应用。