真空钎焊主要工艺参数

    真空钎焊主要工艺参数有冷态真空度、工作压力、钎焊时升温速率、稳定温度和保持时间、温度、保温时间、冷却速率、出炉温度等。

    (1)冷态真空度

    冷态真空度的选择主要依据母材的种类，参见表。

冷态真空度的选择

    (2)工作压力

    工作压力也称热态真空度，其选择取决于钎料种类。在加热升温过程中，焊件、夹具、钎料均会放出大量气体，使冷态真空度不断变差，但在钎焊温度下，要求炉内真空度基本恢复到冷态真空度。但也有例外的，如铜基钎料中的铜，在940℃时蒸气压为1Pa，所以不允许工作压力小于1Pa，为此可向炉中通入高纯氮气及氩气保持炉中的工作压力。

不同钎料钎焊时的工作压力

    (3)钎焊时升温速率

    母材升温速率应能保证放出的气体被抽走，同时要使组件受热均匀，以减少或防止组件骤热产生的应力而引起变形。确定升温速率应考虑的主要因素如下：

    ①组件的材料、形状、结构和尺寸。对于铜及铜合金，要在250~500℃之间以较快的速率加热；对于耐热合金或奥氏体不锈钢，要在其碳化物析出危险温度区内迅速加热；对于形状复杂及装配预应力较大的构件，要缓慢加热；对于厚大的部件，加热速率不宜过快。

    ②钎料的类型及其结晶温度范围。若为纯金属钎料，加热速率可以快些；合金钎料，在熔化温度范围内要较快加热，以免钎料偏析而使液相线温度提高；当用膏状钎料时，在500℃以下加热速率应该慢些，以免黏结剂剧烈挥发而引起钎料飞溅。然而不论使用何种钎料，在钎料固相线温度以下50~100℃范围内，加热速率不宜过快，以保证钎料熔化时组件内外温度基本一致，使毛细作用能很好地发挥。在钎焊薄壁焊件时，为了防止母材金属被钎料熔蚀，在控制产生变形的前提下，加热速率也应尽可能快些。下表列出了常用金属组件真空钎焊时推荐的加热速率，单位为℃/min。

    (4)稳定温度和保持时间

    稳定温度和保持时间是指钎焊时，加热到接近钎料固相线附近的温度，并暂停加热，在此温度下，保持一定时间。目的是减小组件的温度梯度，使组件各部分的温度均匀。在钎焊不锈钢、耐热合金等导热性较差的组件时，如果把炉温从室温加热到钎焊温度，就会在组件各部位造成较大的温度差。此温差大小与组件材料种类、结构和壁厚有关。此时，外层钎料熔化后会沿着较高温度带流散；而接缝内由于温度较低，不能得到钎料良好填充，造成未钎透，降低接头质量。因此，必须根据组件的具体情况，正确地选择稳定温度和保持时间。

    (5)钎焊温度

    钎焊温度应满足两个要求，其一要使钎料熔化，在毛细作用下填满接头间隙，并与母材产生冶金作用；其二能完成母材热处理中某一工序中温度要求，以提高接头性能。通常钎焊温度应高于钎料液相温度线30~100℃较好。但不同的钎料此值是不同的，钎料结晶温度范围越大，则钎焊温度高于钎料熔点越多。对于单元素钎料，高出熔点30~70℃即可；对于多元合金钎料，必须高出液相线60~120℃。

    (6)保温时间

    保温时间与下列因素相关：

    ①当钎料与母材的相互作用会产生强烈溶解，产生脆性相，并引起晶间渗入时，应尽量缩短保温时间；反之，钎料与母材之间相互扩散作用，有利于消除钎缝的脆性相及低熔共晶组织时，应增加保温时间。

    ②工件尺寸、结构、钎缝间隙影响保温时间。通常大而厚的零件比薄而小的零件保温时间长；钎缝大的零件保温时间长；装炉量多保温时间长。

    ③焊件不大，且装炉量不多，一般钎焊保温时间为5~10min.

    (7)冷却速率

    冷却速率取决于下列因素：

    ①钎料处于液态时，不要通气或开风扇冷却；

    ②满足母材的热处理要求，如1Cr18Ni9为防止晶界析出碳化物，冷却速率要快些，采用风扇强迫冷却;

    ③对于薄、长和结构复杂的组件，冷却速率要慢。

    (8)出炉温度

    一般不锈钢和耐热合金出炉温度低于150℃；铝和铝合金为300℃以下；碳素钢及合金结构钢为100℃以下。

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