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真空扩散焊理论知识

发布人:管理员 发布时间:2022-07-27

真空扩散焊接是一种固态连接工艺,适用于相似和不同的材料,主要是金属,尽管陶瓷材料也可以使用这种工艺进行连接。该过程通过原子在高温下穿过接头界面的扩散而起作用。扩散焊接不需要任何填充材料,对于类似材料的接头,它是完全自生的。当扩散结合不同材料时,可以使用中间层。

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典型的商用扩散焊接炉是真空炉,配备液压柱塞,通过石墨工具向待连接的零件施加压力。这个过程被称为单轴扩散键合。由于该过程依赖于扩散,因此需要施加压力以使两个表面紧密接触,从而促进跨界面的扩散增加。因此,被连接零件的表面粗糙度和平面度是重要的工艺参数。例如,较光滑的表面具有较少的凹凸和屈服接头,其空隙数量减少,因此强度更高。扩散焊接通常在 <1x10-2 mbar 水平的真空和高达 1300°C 的温度下进行。熔点较高的材料需要较高的温度,因为扩散键合温度通常是材料熔点 (Tm) 的 50-80%,尽管在 TWI,由于我们熔炉的最大负载限制,我们倾向于在 Tm 的 70-90% 左右运行。某些材料与高真空条件不兼容,在这种情况下,在惰性气体(如氩气或 N2)的分压下扩散键合是常见的。

扩散焊接是一个批处理过程,通常用于难以或不可能形成接头的地方,比如具有复杂结构的零件。扩散焊接的一个常见应用是紧凑型热交换器。一系列带图案的垫片堆叠形成最终的热交换器几何形状,这实际上是一种增材制造工艺。扩散焊接 接头已被证明具有良好的粘合强度,这允许热交换器在高压下运行。此外,可以制定工艺参数,以尽量减少粘合线处孔隙的存在,从而使扩散焊接热交换器成为氦气密封。通道的直径和深度可以做得非常小,这与更高的服务压力相结合,允许热交换器具有良好的热传递重量比。最后,对于使用类似材料制造的换热器,由于缺少填料,不会发生电偶腐蚀机制,因此在选择耐腐蚀合金时,可以设计用于高腐蚀性流体的换热器。


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