真空扩散焊接
扩散焊设备讲解
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第三节 扩散焊设备
一、扩散焊设备的分类及组成
（一）扩散焊设备的分类
低真空
真空度在10-1Pa以上
1.按真空度分类
中真空 高真空
真空度在10-1～10-3Pa ＜10-5Pa
低压、高压保护气体扩散焊机
根据焊件在真空中所处的情况，可分为焊件全部处在真空中的焊机 和局部真空焊机。局部真空扩散焊机仅对焊接区域进行保护，主要用 来焊接大型工件。
扩散焊
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四、典型材料的扩散焊
由于扩散焊的接头质量好且稳定，材料适用范围极广，特 别适于脆性材料、特殊结构的焊接。在航空航天、电子和 核工业等领域，许多零部件的使用环境苛刻，加之产品结 构要求特殊，设计者不得不采用特种材料，如为减轻重量 而采用空心结构，而且要求接头与母材成分、性能上匹配， 在这种焊接质量更为重要的情况下，虽然扩散焊的生产成 本稍高一些，但扩散焊成为优先考虑的焊接方法。目前， 扩散焊应用日益广泛，已逐步扩展到机械、化工及汽车制 造等领域。
要求：使被焊件之间达到紧密接触。高温下材料的屈服强度降低，为 避免焊件的整体变形，加压只是使接触面产生微观的局部变形。加压 系统分为液压系统、气压系统、机械系统、热膨胀加压等。在自动控 制压力的扩散焊设备上一般装有压力传感器，以实现对压力的测量和 控制。目前大多数扩散焊设备采用液压和机械加压系统。
一般采用真空保护。真空系统通常由扩散泵和机械泵组成。机械泵能 达到1.33 x 10-3Pa的真空度，加扩散泵后可以达到1.33 x 10-4～1.33 x 10-6Pa的真空度.真空室的大小应根据焊件的尺寸确定，真空室越大， 要达到和保持一定的真空度对所需真空系统要求越高。真空室中应有 由耐高温材料围成的均匀加热区，以保持设定的温度。真空室外壳需 要冷却。
真空扩散焊工艺
真空扩散焊工艺真空扩散焊工艺，听起来是不是很神秘呢？其实啊，就像两个人从陌生到熟悉，然后关系变得特别紧密一样。
这真空扩散焊啊，它是一种挺奇妙的焊接工艺。
它不是像咱们平常看到的那种拿着电焊机，火花四溅的焊接哦。
在真空扩散焊的世界里，是在真空环境下进行的。
这就好比给两个要结合的东西安排了一个特别安静、没有外界干扰的小房间。
为啥要在真空里呢？就像两个人聊天，如果周围乱糟糟的，可能就没办法好好交流深入了解彼此。
材料在焊接的时候也是，外界的空气里有好多杂质，如果在普通环境下，这些杂质就像捣乱的小坏蛋，会影响焊接的质量呢。
那真空扩散焊具体是怎么让材料结合在一起的呢？这得从原子说起。
材料都是由原子组成的，在真空环境下，给材料施加一定的温度和压力。
这时候啊，原子就像一群热情的小蚂蚁，开始慢慢移动起来。
它们会从自己原本的位置，一点点地朝着对面材料的原子那边靠过去。
温度和压力呢，就像是指挥这些小蚂蚁的信号，告诉它们什么时候动，怎么动。
当两边的原子靠得足够近的时候，它们就开始互相交融，就像两种不同颜色的水混合在一起，最后变成了一种均匀的物质。
这时候，两块材料就紧密地结合在一起了，而且这种结合特别牢固，就像两个人成为了生死之交，很难再分开。
我给你说个例子吧。
就好比制作一些高精度的航空零件。
航空零件对质量的要求那可是相当高的。
如果用普通的焊接方法，可能会在零件内部留下一些小缝隙或者缺陷，这就像在盖房子的时候，墙里有了小空洞一样，那房子可就不结实了。
但是真空扩散焊就不一样了。
它能让这些航空零件的各个部分完美地结合在一起，就像一个天衣无缝的艺术品。
这样制造出来的航空零件，在高空中承受巨大压力和复杂环境的时候，就不会轻易出问题。
在进行真空扩散焊的时候，对材料的准备也很有讲究。
材料表面得处理得干干净净的，就像人出门要把脸洗干净一样。
如果材料表面有脏东西，哪怕是一点点小灰尘，那也会影响原子的扩散。
这就好比两个人见面，其中一个人身上脏兮兮的，另一个人可能就不太愿意跟他靠得太近了。
第二章扩散焊
工件为普通材料，其熔焊、钎焊的焊接性均较好 。但因其结构复杂，用熔焊有困难，用钎焊时也 会因钎料流布不均匀或因钎料流失而造成结构性 能恶化，此时采用扩散焊就可获得满意的结果。
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一、工件待焊表面的制备和清理
1．表面机加工
2．除油污和表面侵蚀
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二、中间层材料的选择
中间层的作用是：
改善表面接触，从而降低对待焊表面制备质量的要 求，降低所需的焊接压力。 2) 改善扩散条件，加速扩散过程，从而可降低焊接温 度，缩短焊接时间。 3) 改善冶金反应，避免（或减少）形成脆性金属间化 合物和不希望有的共晶组织。 4) 避免或减少因被焊材料之间物理化学性能差异过大 所引起的问题，如热应力过大，出现扩散孔洞等。
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三、热等静压扩散焊设备
Nhomakorabea
1-电热器 2-炉衬 3-隔热层 4-电源引线 5-惰性气体管道 6-安全阀组件 7-真空管道 8-冷却管 9-热电耦
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第五节 扩散焊接头质量及检验
扩散焊工艺过程较易控制，重复性好。
生产中主要靠控制工艺过程中各参数来 保证质量，同时采用随机抽样进行金相 检查，并配以超声等无损检测手段，但 到目前为止，还无十分可靠的非破坏性 检测手段
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二、异种材料扩散焊
异种材料扩散焊是指异种金属或金属与陶瓷，
石墨等非金属的扩散焊。进行这种类型的扩散 焊时，可能出现下列现象： 1由于膨胀系数不同而在结合面上出现热应力 。 2在结合面上由于冶金反应而产生低熔点共晶 组织或者形成脆性金属间化合物。 3由于扩散系数不同而在接头中形成扩散孔洞 。 4由于两种金属的电化学性能不同，接头易出 9 现电化学腐蚀
度、漏气率均会影响扩散焊接头质量． 常用保护气体是氩气，常用真空度为(10 ～20) X 10-3Pa．
真空钎焊和真空扩散焊的强度
真空钎焊和真空扩散焊的强度
真空钎焊和真空扩散焊都是在真空环境中进行的焊接方法，它
们在不同的应用场景下具有不同的特点和强度表现。
首先，真空钎焊是一种焊接方法，通过在真空环境中使用钎料
来连接两个或多个金属工件。
这种焊接方法通常用于连接薄壁结构
或对焊接接头的要求较高的场合。
真空钎焊的强度受到多种因素的
影响，包括钎料的选择、焊接温度、工件准备等。
一般来说，真空
钎焊可以实现高强度的连接，特别是在连接不同种类金属时，由于
真空环境下几乎没有氧化和污染，因此可以获得较高的强度和良好
的密封性能。
其次，真空扩散焊是一种利用高温下金属原子的扩散来实现焊
接的方法。
在真空环境中，通过加热金属工件，使其表面原子扩散，从而实现金属工件的连接。
真空扩散焊因为可以实现金属工件的全
密封连接，因此在高要求的密封性能场合得到广泛应用。
真空扩散
焊的强度取决于金属原子的扩散程度和焊接温度，一般来说，真空
扩散焊可以实现与母材相近甚至相同的强度，而且焊接接头具有较
好的耐腐蚀性能。
总的来说，真空钎焊和真空扩散焊都可以实现较高强度的焊接接头，但其强度受到多种因素的影响，需要根据具体的焊接条件和要求来进行选择和优化。
在实际应用中，还需要考虑材料的选择、焊接工艺参数的优化等因素，以实现最佳的焊接强度。
扩散焊概述
LEE MAN (SCETC)
扩散焊 扩散焊适宜于各种材料的焊接：
钛合金
铝及其合金 耐热钢和耐热合金
钛合金具有耐腐蚀、比强度高的特点，因而在飞机、导弹、卫 星等飞行器的结构中被大量采用。
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铝及其合金具有很好的传热与散热性能，利用扩散焊制成铝热 交换器、太阳能热水器、电冰箱蒸发器等。
扩散焊可以焊接多种耐热钢和耐热合金，可以制成高效率 燃气轮机的高压燃烧室、发动机叶片、导向叶片和轮盘等。
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加热、加压
两焊件紧压在一起
置于真空或保护气氛
氧化膜破碎，表面微观凸起处发生塑性变形和高温蠕变而达到紧密接触 原子扩散 若干微小区域出现界面间的结合 保温，原子扩散扩大
整个连接界面均形成金属键结合
完成了扩散焊接过程
扩散焊时，通过温度、压力、时间、保护气氛、真空条件等为实现 金属间原子相互扩散与金属键结合创造了条件。
扩散焊
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LEE MAN (SCETC)
扩散焊
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第二节 扩散焊工艺
扩散焊的接头形式设计 焊前准备 焊件表面的制备与清理
中间层材料及选择
焊接温度 焊接压力 焊接参数选择 保持时间 环境气氛 表面状态
LEE MAN (SCETC)
扩散焊
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一、焊接准备
（一）扩散焊的接头形式设计
扩散焊接头的 形式比熔焊类型 多，可进行复杂 形状的接合，如 平板、圆管、中 空结构、T形及 蜂窝等结构均可 进行扩散焊。
真空扩散焊焊接方法基本概念
真空扩散焊焊接方法基本概念(总5页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除真空扩散焊焊接方法基本概念朱兴贵 20 材控1211摘要:真空扩散焊焊接技术是目前应用较为广泛的焊接技术之一，文章介绍了这种焊接技术的原理，综述了国内的研究现状及应用前景、分类、焊接材料、焊接方法等。
国内的扩散焊技术主要是针对一些异种难焊金属。
已被应用于航天航空、仪表及电子、核工业等部门，并已经扩展到，能源、石化及机械制造等众多领域。
关键词：真空扩散焊焊接技术；原理；现状；应用前言扩散焊是一种精密的焊接方法，特别适用于异种金属材料，耐热合金和新材料，如陶瓷、复合材料、金属间化合物等材料的焊接。
具有连接精度高、温度低、接头强度高、残余应力小、没有明显的界面和焊接残留物、可焊材料种类多等优点，应用前景广阔。
特别是一些高性能构件的制造要求把特殊合金或性能差别很大的异种材料连接在一起，这用传统熔焊方法难以实现。
作为固相连接方法之一的真空扩散焊技术引起了人们的重视，成为链接领域新的热点。
近年来，真空扩散焊接技术发展很快。
在新材料的制备、连接、修复等方面有很大潜力。
1概念所谓扩散焊是将两个待焊工件紧夹在一起，置于真空或保护气氛炉内加热，使两焊接表面微小的不平处产生微观塑性变形，而达到紧密接触，在随后的保温加热中，原子间相互扩散而形成冶金连接的焊接方法。
这种称为固相扩散焊，是压焊的一种，与常用压焊方法(冷压焊、摩擦焊、爆炸焊及超声波焊)相同的是在连接过程中要施加一定的压力。
其主要缺点是待焊表面质量要求高，焊接时间长，接头质量不稳定。
2 真空扩散焊的工艺特点（1）焊接过程是在完全没有液相或仅有极小过渡相参加下，形成接头后再经过扩散处理的过程。
使其成分和组织完全与基体一致，接头内不残留任何铸态组织，原始界面完全消失。
因此能保持原有基金属的物理，化学和力学性能。
（2）扩散焊由于基体不过热或熔化，因此几乎可以在不破坏被焊材料性能的情况下，焊接一切金属和非金属材料。
扩散连接原理.
5.中间层材料的选择
• 中间层材料是熔点低（但不低于扩散焊接温度），塑 性较好的金属，如铜、镍、铝、银等，或者与母材成 分接近的含有少量易扩散的低熔点元素的合金。一般 厚度为几十微米，以箔片地形式夹在待焊表面或采用 电镀、真空蒸镀、等离子喷涂的方式直接涂敷在待焊 件的表面，镀层厚度可以只有几微米。
。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。
① 时间太短：扩散焊接头达不到稳定的与母材相等
的强度。
② 时间过长：对扩散接头起不到进一步提高的作用
，反而会使母材的晶粒长大。
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，但到达一定值后，不再随时间变化。
保温时间与温度、压 力是密切相关的，温 度较高或压力较大时 ，时间可以缩短。 在保证强度的条件下 ，保温时间越短越好 。
3.可焊接其他焊接方法难以焊接的焊件和材料，如
弥散强化合金、活性金属、耐热合金、陶瓷和复合
材料等，特别适合于不同种类的金属、非金属及异
种材料的连接。
⒋作为一种高精密的连接方法，焊后焊件不变形，
可以实现机械加工后的精密装配连接。
缺点：
⒈焊件待焊表面的制备和装配要求较高。 ⒉焊接过程中焊接时间长，生产效率低。在某些情 况下还会产生一些晶粒过渡长大等现象。 ⒊无法进行连续式批量生产。 ⒋设备一次性投资较大，且连接工件的尺寸受到设 备的限制。
到利用超塑性材料的高延展性来加速界面的紧密
接触过程，由此发展了超塑性成形扩散焊方法。
原理：从连接初期的变形阶段，因为超塑性材料具
有低流变应力的特征，所以塑性变形能迅速在连 接界面附近发生，甚至有助于破坏材料表面的氧 化膜，因而大大加速了紧密接触过程，实际上， 真正促进连接过程的是界面附近的局部超塑性。 超塑性材料所具有的超细晶粒，大大增加了界面 区的晶界密度和晶界扩散的作用，显著增加了孔 洞与界面消失的过程。
《异种金属铝、铜和钨的真空扩散焊研究》范文
《异种金属铝、铜和钨的真空扩散焊研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，异种金属之间的连接技术越来越受到重视。
其中，真空扩散焊作为一种可靠的焊接方法，在铝、铜和钨等金属的连接中具有广泛的应用前景。
本文旨在研究铝、铜和钨三种异种金属的真空扩散焊接性能，探讨其焊接工艺、接合界面特征以及焊接强度等因素。
二、实验材料与方法1. 材料准备实验所用的材料为铝、铜和钨三种金属。
首先，将这三种金属表面进行抛光处理，以去除表面杂质和氧化物，保证焊接质量。
2. 真空扩散焊工艺实验采用真空扩散焊设备进行焊接。
首先，将铝、铜和钨的焊接端面紧密贴合；然后，在一定的真空度下进行加热，使金属原子在高温下产生扩散，实现金属的连接。
3. 实验方法通过金相显微镜、扫描电镜（SEM）以及能谱分析（EDS）等手段，观察焊接接合界面的微观结构，分析金属的扩散程度和焊接强度。
三、实验结果与分析1. 焊接接合界面特征铝、铜和钨三种金属的焊接接合界面呈现出明显的特征。
在高温下，三种金属的原子产生扩散，形成了一定的冶金结合。
接合界面处，可以观察到金属之间的互溶现象以及新的相的形成。
2. 金属扩散程度通过扫描电镜观察，发现铝、铜和钨三种金属在真空扩散焊过程中，原子扩散程度较高。
其中，铝与铜之间的互溶程度较高，而钨由于具有较高的熔点和硬度，原子扩散相对较慢。
3. 焊接强度经过拉伸试验测试，铝、铜和钨三种金属的真空扩散焊接接头具有较高的焊接强度。
其中，接头的强度与金属的扩散程度、接合界面的微观结构等因素密切相关。
四、讨论1. 工艺参数对焊接性能的影响真空扩散焊的工艺参数如温度、压力、时间等对铝、铜和钨三种金属的焊接性能具有重要影响。
适当调整工艺参数，可以优化金属的扩散程度和焊接强度。
2. 金属互溶性与新相的形成在真空扩散焊过程中，铝、铜和钨三种金属之间发生互溶现象，形成新的相。
这些新相的形成对焊接接头的性能具有重要影响。
因此，研究金属的互溶性以及新相的形成机制对于提高异种金属的真空扩散焊接性能具有重要意义。
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真空扩散焊接
真空扩散焊接是一种高精度、高质量的金属焊接技术，其主要特点是焊接时采用真空环境，避免了氧化和冲击，从而得到了更好的焊接质量。
真空扩散焊接广泛应用于航空航天、光电子、医疗器械、汽车、船舶等行业。
真空扩散焊接的原理是利用真空环境下的高温加热和扩散作用，使焊接材料溶解并扩散到对应的位置，形成均匀、牢固的焊缝。
与传统的气体保护焊接相比，真空扩散焊接的焊接质量更高，焊接接头更牢固，焊缝更平整，同时还可以焊接高熔点金属材料，如钨、钼等。
真空扩散焊接的优点不仅在于焊接质量上，还在于其适用范围广泛。
不同于其他焊接方式需要使用气体保护或化学药品来保护焊接环境，真空扩散焊接无需使用任何保护气体或化学药品，从而大大降低了环境污染和操作难度。
同时，真空扩散焊接还可以焊接较大厚度的金属材料，而且可以焊接各种形状的金属材料，如平板、管材、环形等。
真空扩散焊接的设备主要包括真空室、加热器、压力控制器、水冷机等。
在焊接过程中，首先将要焊接的金属材料放入真空室中，然后通过加热器加热金属材料，使其达到所需的焊接温度。
接下来，通过压力控制器控制室内压力，使室内真空度达到所需的要求。
最
后，将焊接材料置于所需的位置，进行焊接。
真空扩散焊接是一种高精度、高质量的金属焊接技术，其优点在于焊接质量高、适用范围广泛、操作简单、无环境污染等。
随着科技的不断发展，真空扩散焊接技术将在更多的领域得到广泛应用。