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扩散焊工艺参数主要有哪些?

来源:无锡海菲焊接设备有限公司 发布时间:2022-05-15 14:29:28 浏览人次:238

扩散焊主要的工艺参数为加热温度、压力、保温时间和真空度,这些因素相互影响。

①加热温度

加热温度是扩散焊最重要的工艺参数,加热温度的微小变化会使扩散速率产生较大的变化。在一定的温度范围内,温度越高扩散系数越大,扩散过程越快,所获得的接头结合强度越高。但当温度高于某一定值后,温度再提高时,扩散焊接头质量提高不多,有时反而有所下降。

对于许多金属和合金,扩散焊合适的加热温度一般为0.4~0.8Tm(℃)(Tm为母材熔点)。表5.4给出一些金属材料的扩散焊温度与熔化温度的关系。对于出现液相的扩散焊,加热温度应比中间层材料熔点或共晶反应温度稍高一点。液相填充间隙后的等温凝固和均匀化扩散温度可略微降低一些。

5.4 一些金属材料的扩散焊温度与熔化温度的关系

②压力 施加压力的主要作用是使接合面微观凸起的部分产生塑性变形,达到紧密接触,同时促进界面区的扩散,加速再结晶过程。增加压力能提高接头强度,但过大的压力会导致工件变形。高压力需要成本较高的设备和精确的控制。采用较高的压力能产生结合强度较好的接头,如图5.1所示。但从经济角度考虑,应选择较低的压力。


1—T=800℃;2—T=900℃;3—T=1000℃;4—T=1100℃

对于异种金属扩散焊,采用较大的压力对减少或防止扩散界面附近的显微孔洞有良好作用。通常扩散焊采用的压力在0.5~50MPa之间。由于压力对扩散的第二、第三阶段影响较小,在固态扩散焊时可在后期将压力减小,以便减小工件变形。

③保温时间 保温时间是指被焊工件在焊接温度下保持的时间。在该保温时间内必须保证扩散过程全部完成,达到所需的结合强度(图5.2)。保温时间太短,扩散焊接头达不到稳定的与母材相匹配的强度。但高温、高压持续时间太长,对扩散接头质量起不到进一步提高的作用,反而会使母材的晶粒长大。对可能形成脆性金属间化合物的接头,应控制保温时间以控制脆性层的厚度,使之不影响接头性能。


1—T=800℃;2—T=900℃;3—T=1000℃

保温时间与温度、压力是密切相关的,大多数由扩散控制的反应都是随时间变化的。温度较高或压力较大时,时间可以缩短。在一定的温度和压力下,初始阶段接头强度随时间延长增加,但当接头强度提高到一定值后,便不再随时间而增加。焊接时间可以在一个较宽的范围内变化,但从提高生产率考虑,在保证接头强度条件下,保温时间越短越好。对于加中间层的扩散焊,保温时间还取决于中间层厚度和对接头化学成分、组织均匀度的要求。

④保护气氛 保护气氛的纯度、流量、压力或真空度、漏气率都会影响扩散焊接头的质量。常用的保护气体是氩气,真空度通常为(1~20)×10-3Pa。有些材料也可以采用高纯度氮、氢或氦气。在超塑性成形和扩散焊组合工艺中常用氩气氛负压(低真空)保护钛板表面。对于在冷却过程中有相变的材料以及陶瓷类脆性材料,扩散焊时加热和冷却速度应加以控制。共晶反应扩散时,加热速度太慢,会因扩散而使接触面上的化学成分发生变化,影响熔融共晶的生成。

无锡海菲焊接设备有限公司20年专注于高分子扩散焊机及整线方案的研发、生产和销售,主要应用于新能源(太阳能、风能、储能)行业、光伏行业、低压电器行业3C电子行业等。如果您对我们的高分子扩散焊设备和整线方案感兴趣,请联系我们:183-0616-1990