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真空界面扩散 (LID)焊接

发布人:管理员 发布时间:2022-08-26

真空界面扩散 (LID)焊接

在这种接合方法中,人们有目的地在接合界面放置一种辅助材料,目的是在接合操作期间它会熔化并产生液体(类似于传统的钎焊),但应该强调的是,这两者之间存在显着差异过程。

具体来说,LID 键合中的起始界面通常非常薄——大约 3.81 微米(0.00015 英寸)厚。相比之下,典型的铜焊接头通常至少有 38.1 微米(0.0015 英寸)厚。由于起始厚度很薄,在 LID 焊接期间,第二种(或“B”)材料几乎完全扩散到母材的晶格中也是正常的。液体向外流入表面凹凸不平处,有助于最大限度地减少可能由表面光洁度差或轻微缺陷(如毛刺)的零件引起的空隙。

在典型的钎焊接头中(图 1),微观结构通常显示出定义的钎焊合金化学层,并且在每层的外界面处都有圆角。扩散钎焊接头和 LID 粘合接头的最终强度通常会发生很大变化。这是由于被粘合的实际母体与母体金属表面的相对量。此外,可以选择添加的 LID 键合层以促进与母体金属形成共晶,从而使键合温度可以降低到刚好高于所得系统的共晶(T键> T共晶或 T液相线)第二种材料)。
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由此产生的扩散速率比固态扩散键合快三到五个数量级。因此,与固态或活化扩散键合方法相比,LID 焊接可以更快且应变能更低。LID 粘合用于具有较大内部通道几何形状的大型部件——超过 3.175 毫米(0.125 英寸)。LID 粘合也用于担心通道堵塞风险或零件尺寸可能无法从差动膨胀工具或液压系统/柱塞获得足够机械力以实现良好粘合的情况。

LID 焊接接头可以非常薄,并与母材产生极好的扩散界面。这种类型的粘合剂可以直接用于非常小的通道附近,例如 0.16 毫米 x 0.16 毫米(0.0625 英寸 x 0.0625 英寸),堵塞的风险很小。例如,可以使用缓慢的升温速率 –18˚C/小时(30˚F/小时)来控制实际产生的液体量。即使在高达 2,760 kPa (400 psi) 单位法向应力和非常小的母材应变(小于 0.1%)的压力下,也只有一小部分合金发生位移。

瞬态液相(TLP 或 TLID)扩散焊接

TLP 键合涉及的表面可能在质量和化学上与薄层 LID 键合方法相似,但该过程防止液体实际形成任何显着量(即,通过控制原位延迟钎焊合金的实际熔化)共晶形成)。结果,可以大大降低堵塞小通道的风险,同时仍然允许成功粘合可能具有较差表面光洁度的零件。

如果最终温度永远不会超过母体材料的初始熔点,则可以在第二种材料的固相线温度以上一直持续到远高于界面系统液相线的温度,缓慢的升温/加热速率。

概括

真空扩散焊接近年来取得了长足的进步,是设计工程师和热处理人员需要更多了解的技术。过去的限制,如脏材料、不均匀的接触表面和不良的设备设计(产生不均匀的压力)已经被克服,结果是一个值得考虑的稳健过程。



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