真空釬焊工藝

  真空釬焊的加熱操作過程是執(zhí)行工藝參數(shù)，獲得釬焊接頭的決定性工藝過程，根據(jù)釬焊工藝方法的不同主要分為過程可便于觀察調(diào)整的手工操作過程(如火焰釬焊、烙鐵釬焊等)和過程難于觀察調(diào)整的自動釬焊過程(如爐中釬焊、自動釬焊等)。手工釬焊時，工藝過程完成的好壞與操作工人的技術(shù)水平和熟練程度密切相關(guān)。手工釬焊時應采取必要的措施保證釬焊部位的均勻加熱，并盡可能防止母材和釬料的過分氧化�；鹧驸F焊時，應將火焰調(diào)節(jié)成還原性焰，用內(nèi)焰或外焰加熱工件。加熱時應注意讓火焰移動并側(cè)重加熱材料較厚的一側(cè)，保證釬焊部位的均勻升溫，避免對小件的長時間直接加熱，以免產(chǎn)生局部過熱。采用時時送進的釬料添加方式時，在加熱過程中用釬料接觸工件的方法測試加熱溫度，加熱到溫后添加釬料。手工釬焊一般不采用儀表測溫，釬焊加熱過程中觀測釬料熔化并形成釬縫后撤離熱源。為避免冷卻過快可能造成的開裂，有時釬焊冷卻時需采用輔助加熱的方法，使工件慢慢冷卻。

    自動釬焊時，釬焊過程成功的關(guān)鍵在于正確的裝爐操作和工藝參數(shù)的準確執(zhí)行。爐中釬焊裝爐時，需保證被釬焊工件能夠均勻地接受輻射，避免輻射過于密集。釬焊過程采用合格有效的監(jiān)控儀表對加熱溫度、時間、真空度等主要工藝參數(shù)進行測量和控制。由于受工件尺寸及不均勻輻射的影響，釬焊爐內(nèi)的溫度存在不均勻性，有時溫度差別甚至達到幾百度，因此溫度測量時熱電偶的放置位置非常重要，在條件允許時應將熱電偶放置在與工件良好接觸部位或插人工件內(nèi)部。在不能對工件直接測溫時，應通過試驗確定所測溫度與工件實際溫度的差別，并依此調(diào)整需控制的釬焊溫度參數(shù)。 1.1 真空釬焊后處理     經(jīng)釬焊后的零件，在投入使用前還必須根據(jù)技術(shù)指標及其他要求進行相應的處理；包括釬劑殘渣清除、阻流劑清除及焊后熱處理等。   1.2  殘余釬劑的去除     大多數(shù)釬劑對釬焊接頭和工件具有腐蝕作用，影響零件的使用壽命，同時也會妨礙對釬縫質(zhì)量的檢查，影響零件外觀質(zhì)量，因此釬焊后必須將其清除干凈。釬劑清除的方法主要有水洗、化學清洗和機械清理三種。因釬劑的種類和性質(zhì)不同，清除釬劑的方法也不同。     對于水溶性軟釬劑，如水溶性農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系軟釬劑和無機酸類軟釬劑，可用熱水洗滌的方法去除。對于由凡士林調(diào)成的膏狀釬劑、活性松香類釬劑等，應采用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系溶液進行清除，常用的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系溶液包括酒精、異丙醇、汽油、三氯乙烯等。對于無機鹽類軟釬劑產(chǎn)生的不溶于水的釬劑殘渣(含有氯化鋅)，可先用體積分數(shù)為2％的鹽酸溶液洗滌，再用氫氧化鈉水溶液中和，用熱水和冷水洗凈。對于難清洗的軟釬劑殘渣，有時需采用復合清洗的方式去除。     硼砂-硼酸的釬劑殘渣呈玻璃狀粘在接頭的表面，很難去除，一般采用機械方法去除，如噴砂等。較簡便的方法是將釬焊完的工件在熱態(tài)下直接放入水中，因膨脹系數(shù)不同使釬劑開裂而去除。但這種方法不適合對熱沖擊敏感的接頭。另外，還可將工件放置在溫度為70~90℃，質(zhì)量分數(shù)為2％~30％的重鉻酸鉀溶液中長時間浸泡去除。     含氟化物的硬釬劑殘渣也較難去除。釬劑中含氟化鈣時，可先在沸水中清洗10~15min，然后在120~140℃，成分為300~500g/L的氫氧化鈉和50~80g/L的氟化鈉的水溶液中長時間浸煮去除。釬劑中含有較多氟硼酸鉀或氟化鉀時，不會形成玻璃狀殘渣，可用水煮或在體積分數(shù)為10％的檸檬酸熱水中浸泡去除。     鋁用硬釬劑尤其是氯化物釬劑腐蝕性強，應完全去除�？蓪�熱態(tài)工件放入冷水中，借助急冷使釬劑殘渣脫落，但易引起工件變形或開裂，應慎重使用。可用下述方法進行去除，先在60~80℃的熱水中浸泡l0min，用毛刷仔細清洗殘渣，然后用冷水沖洗，再用體積分數(shù)為15％的硝酸水溶液浸泡30min，后用冷水沖洗干凈。      對于鋁用氟化物釬劑，其殘渣的清除方法可按下述方法進行：將工件放在體積分數(shù)為7％的草酸和體積分數(shù)為7％的硝酸組成的水溶液中，先用毛尉仔細清洗釬縫，再浸泡90min，后用冷水沖洗干凈。 1.3  阻流劑的去除     焊件上的阻流劑多數(shù)情況下可以采用機械方法進行清除，如采用擦洗、壓縮空氣吹、水洗或超聲波水洗等方法去除，或采用毛刷、金屬絲刷等方法去除。若阻流劑與母材表面存在相互作用時，可用熱硝酸—氫氟酸浸洗去除。但若釬料中含有Cu或Ag時，應避免采用上述方法，這時可用濃的氫氧化鈉溶液清洗去除。采用化學方法去除阻流劑后，必須用清水將殘余酸、堿完全沖洗掉。 1.4  真空釬焊后熱處理     釬焊后熱處理的目的是提高釬焊件的整體性能水平，包括提高母材本身性能和提高接頭性能兩個方面。由于釬焊熱循環(huán)常常伴隨母材性能的降低，釬焊后熱處理經(jīng)常是為恢復母材的性能而進行的。在安排為強化母材本身而進行的熱處理時，如有可能應選擇釬焊溫度合適的釬料，使釬焊過程和熱處理過程可以在同一次熱循環(huán)中完成，以提高生產(chǎn)效率。若釬焊后安排單獨的熱處理，則熱處理溫度應在釬料重熔的溫度以下進行，以免釬縫開裂。如有必要應采用合適的熱處理工裝以防止釬縫開裂和工件變形。     為改善或提高接頭性能而進行的熱處理主要有兩類：一是改善接頭而進行的擴散處理，二是為清理殘余應力而進行的退火處理。擴散處理常與釬焊過程在同一個熱循環(huán)中一起完成，或單獨進行擴散處理。采用非真空的單獨的擴散處理時，處理溫度應控制在釬料的固相線溫度以下。 1.5冷卻氣體含水量、含氧量的控制：（不超過3ppm)、含氧量（不超過3ppm)、冷卻氣體含水量、含氧量如果超標產(chǎn)品外觀的顏色會變化。 1.6 在真空釬焊工程中，工件主要靠熱輻射進行加熱。而真空釬焊爐的加熱器通過輻射傳熱。輻射傳熱有其特有的規(guī)律，即斯蒂芬玻爾茲曼定律，說明在相同情況下真空釬焊爐內(nèi)升溫速度要較其他加熱方式慢很多。真空釬焊時，應盡可能緩慢加熱，以使需要真空釬焊的產(chǎn)品內(nèi)外溫度保持一致，否則直接影響真空釬焊質(zhì)量。對工業(yè)化生產(chǎn)中的產(chǎn)品一般預熱幾個升溫曲線、保溫，以及停止加熱，然后進入降溫程序，真空釬焊是既能實現(xiàn)上述目的又能提高生產(chǎn)效率的行之有效的工藝流程，其中真空釬焊溫度以及真空釬焊保溫時間是影響真空釬焊質(zhì)量的關(guān)鍵。真空釬焊的工藝參數(shù)主要有：真空度、加熱速率、穩(wěn)定溫度及時間、真空釬焊溫度、看釬焊保溫時間、冷卻速率、出爐溫度等。它們都直接影響釬料填縫和釬料與基材金屬的相互作用過程，對真空釬焊接頭的質(zhì)量具有決定性作用。因此，必須經(jīng)過工藝試驗進行選定。一般要求鋁基釬料釬焊時熱態(tài)工作真空度不大于3.5?10-3Pa；推薦鋁及鋁合金，小、薄組件，低應力裝配時加熱速率6℃/min～8℃/min，大、厚組件，高應力裝配組件加熱速率4℃/min～5℃/min；真空釬焊溫度和保持時間與組件結(jié)構(gòu)、壁厚、材料傳熱性質(zhì)有關(guān)。真空釬焊溫度選為高于鋁基釬料液相線溫度30℃～80℃之間效果較好；保溫時間的長短受零件和工裝的熱容量的影響，熱容量大保溫時間長些，不同的零件和裝爐量的真空釬焊需要實驗篩選出真空釬焊保溫時間。鋁及鋁合金可選擇自然隨爐冷卻或強制充氣冷卻，當采用向爐內(nèi)充入氣體冷卻工件時，必須先將工件自然冷卻至400℃以下，真空釬焊爐充氣壓力可稍高于釬焊材料的揮發(fā)平衡壓力，如鋁及鋁合金充入氮氣的壓力為1.2Pa～1.3Pa。
真空釬縫不致密缺陷產(chǎn)生的原因