真空钎焊的概述
真空钎焊炉
真空钎焊炉的简介与选型指南：1、真空钎焊是在真空加热状态下用熔点比基体金属低的液态钎料靠两加工件间微小间隙的毛细管吸力作用填充基体金属间隙而形成的牢固结合。
近年来，随着航空工业、电子工业、汽车工业和火箭导弹技术的迅猛发展，真空钎焊技术也得到了相应的发展，在制造蜂窝夹层结构壁板，喷气发动机和火箭导弹装置各组合件，金属滤网、波导和各种散热器等部件时，广泛地采用了真空钎焊技术。
2、真空钎焊的优点：2.1 真空钎焊时加热温度较低，因此在基体金属的物理化学性能不发生影响或影响较小；2.2 可将复杂零件（如换热器）的千万条焊缝一次焊接而成；2.3 零件变形量小，容易保证组合件的尺寸；2.4 由于真空状态下加热有利于去除工件表面油脂及氧化膜等，因而零件表面光亮度高；2.5 因不需要钎剂，所以无需焊后清晰工序；3、真空钎焊炉的用途：用于铝制板翅式换热器、空调蒸发器、汽车换热器、雷达网格天线和波导管等产品的真空铝钎焊,也可用于不锈钢、钛合金、硬质合金，高温合金等材料的高温钎焊。
4、真空钎焊炉的分类真空钎焊炉主要分为VBF系列真空钎焊炉和VHB系列高温真空钎焊炉两种。
5、真空钎焊炉的选型指南：5.1 真空钎焊炉安装方式的选择：我公司研制的真空钎焊炉分为卧式及立式炉两种，立式炉又分为上出料及下出料结构。
选择依据主要是处理的产品类型、形状或摆放方式确定。
5.2 发热组件的选择：真空钎焊炉的加热组件主要有镍铬和高温钼。
镍铬主要应用在温度在1000℃以下的低温真空铝钎焊炉（如换热器等），高温钼主要应用在1100℃到1500℃之间的高温真空钎焊炉中。
发热组件的选择主要依据钎焊温度、产品的物理及化学特性而确定。
5.3 隔热屏的选择：隔热屏是真空钎焊炉加热室的主要组成部分，其主要作用是隔热、保温及减少热损失，同时也是固定加热器的结构基础。
因此，隔热屏结构形式及材料的选择，对真空炉的功率及性能（如真空度、放气率等）有很大的影响。
隔热屏基本上分为金属隔热屏和非金属隔热屏两类。
真空钎焊知识
铝合金板式换热器真空钎焊泄漏原因分析真空钎焊是在真空状态下,对结构件进行加热和保温,使钎料在适宜的温度和时间范围内熔化,在毛细力作用下与固态金属充分浸润、溶解、扩散、焊合,从而达到焊接目的的一种先进焊接方法。
真空钎焊的突出优点是可连接不同的金属、实现复杂结构的同时焊接,焊接后的焊接头光洁致密、变形小且具有优良的力学性能和抗腐蚀性能。
然而,真空钎焊对换热器的结构设计、装配质量,铝合金复合板(以下简称复合板)的化学成分、钎料层厚度,钎焊工艺制度、工作环境等的要求甚为严格,否则,极易出现翅片弯曲倒伏、钎缝不连续、虚焊、熔蚀、直至泄漏等质量缺陷。
其中,泄漏属重大质量缺陷。
1.2生产工艺流程(1)备料:对复合板、翅片、封条等进行定型、定尺加工。
(2)表面处理工艺流程:碱洗→水洗→酸洗→水洗→热水洗→烘干。
(3)组装:将复合板、侧板、翅片、封条等进行机械组合成型。
(4)真空钎焊:对真空钎焊炉抽真空后进行三个阶段的加热、保温,其工艺曲线如图2所示。
即:第一阶段(a)预热定温、保温;第二阶段(b)蓄能定温、保温和第三阶段(c)钎焊定温、保温;停电。
待炉温降至规定温度出炉。
(5)整形:对换热器真空钎焊后的变形,采用机械法进行矫正。
(6)导流板焊接:采用氩弧焊方式焊接换热器的导流板,即换热器两端大封条位置。
(7)压力检验:采用吹入空气方式检验换热器承压能力,即泄漏检验。
(8)喷涂:对换热器进行清洗、烘干、喷涂、烘干,改善外观质量。
(9)包装交货。
2泄漏原因分析2.1换热器的装配(1)结构件的表面预处理换热器的所有结构件在组装前均须经过表面处理即酸碱洗,以除去表层污垢、油渍、氧化膜等。
污垢会阻碍构件间的有效接触;油渍在真空高温时将会分解气化,降低真空钎焊炉内真空度;由于铝合金表层氧化膜致密,其熔化温度远比基体材料的要高,特别是复合板钎料层的氧化膜在钎焊时钎料层熔化不充分,造成不能与被焊金属完全熔合,从而影响钎焊质量。
各种材料的真空钎焊
各种材料的真空钎焊
真空钎焊是一种广泛应用于不同材料的钎焊技术。
它通过在真空环境
下进行钎焊，可以避免氧化和污染，并提供更稳定和均匀的焊接质量。
以
下是各种材料的真空钎焊技术的一些例子：
1.金属材料：
真空钎焊在金属材料中应用十分广泛，其中包括不锈钢、铜和铝合金等。
真空钎焊可以保持金属的高纯度，并且能够避免氧化和内部气体的存在。
对于金属材料的真空钎焊，通常需要使用合适的钎焊剂。
2.陶瓷材料：
真空钎焊在陶瓷材料中也具有重要的应用。
陶瓷材料具有高熔点和脆性，因此传统的焊接方法往往无法实现。
真空钎焊可以在降低熔点和增加
接触区域后进行，以实现可靠的焊接连接。
例如，常用的氧化铝陶瓷可以
通过真空钎焊来实现焊接。
3.玻璃材料：
玻璃材料通常具有较低的熔点，所以真空钎焊对于玻璃材料的应用较多。
例如，在光学器件的制造过程中，常常需要进行玻璃材料的真空钎焊。
真空钎焊可以在保持玻璃材料高纯度的同时，实现高强度的连接。
4.半导体材料：
半导体材料的真空钎焊常用于制造电子器件和光电子器件。
典型的半
导体材料，如硅和镓砷化镓（GaAs），可以通过真空钎焊来实现器件的封
装和连接。
真空钎焊不仅可以提高器件的性能，还可以避免材料在高温环
境下的氧化和污染。
总结起来，真空钎焊是一种适用于各种材料的焊接技术，包括金属、陶瓷、玻璃和半导体材料等。
通过在真空环境下进行焊接，可以避免氧化和污染，并获得稳定和均匀的焊接质量。
这为各种材料的应用提供了更多的可能性，并推动了许多关键领域的发展。
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。
真空钎焊原理
真空钎焊原理
真空钎焊是一种在真空环境下进行的金属焊接过程。
其原理是，通过在焊接区域建立真空环境，消除氧气和其他杂质，减少氧气对焊接过程的干扰，从而达到更高质量的焊接效果。
在真空环境下，焊接区域的氧气被抽取，避免了氧化反应的发生。
同时，真空环境还可以防止其他杂质的进入，如水分、灰尘等，减少焊接缺陷的产生。
基本的真空钎焊设备包括真空室、真空泵和焊接炉。
首先，焊接件被放置在真空室中，并通过真空泵抽取气体，形成所需的真空度。
然后，在焊接炉中加热焊接区域，使金属达到熔点。
最后，将焊接部件连接在一起，形成焊接接头。
真空钎焊的优点是焊接迅速、焊接接头质量高、焊接接头表面光滑且无气孔，适用于各种金属材料的焊接。
此外，真空钎焊还可用于焊接高熔点金属、难焊接金属、反应性金属等特殊材料。
然而，真空钎焊设备的成本较高，操作复杂，需要特殊的设备和技术支持。
此外，真空环境的维持和处理也是一项挑战。
因此，真空钎焊通常应用于对焊接质量要求较高的领域，如航空航天、核能、半导体等。
不锈钢真空钎焊
不锈钢真空钎焊工艺真空钎焊是指在真空条件下，不用施加钎剂的一种钎焊方法。
主要用于钎焊表面有致密氧化膜的材料，如不锈钢，铝合金，高温合金。
真空炉中钎焊工艺有以下几个特点：a）在全部钎焊过程中，被钎焊零件处于真空条件下，不会出现氧化、污染变质等现象，焊接接头的清洁度和强度较高。
b）钎焊时，零件整体受热均匀，热应力小，可将变形量控制到最小限度，特别适宜于精密产品的钎焊。
c）因不用钎焊剂，所以不会出现气孔、夹杂等缺陷，可以省掉钎焊后清洗残余焊剂的工序，提高了效率。
d）能够排除全属在钎焊温度下释放出来的挥发性气体和杂质，提高接头性能。
在真空钎焊炉中进行钎焊操作，主要有以下几个步骤：1）装配好工件并加上钎焊材料；2）将装配好的工件放入钎焊炉内；3）关闭炉子，抽真空达到相应的技术要求；4）按照设定的温度曲线进行升降温度；5）产品出炉真空钎焊两个关键参数是钎焊炉的真空度（压升降），和温度曲线。
一般在加热时，真空泵需要一直开启，已达到真空度的技术要求。
真空钎焊工艺同普通的钎焊工艺一样，需要控制工件接头的间隙。
钎焊时是依靠毛细作用使钎料填满间隙。
正确地选择接头间隙很大程度上影响钎缝的致密性和强度。
不同的钎料对接头间隙的要求也有所不同。
常见钎焊缺陷：1．零件表面氧化产生原因：炉内氧分压较高，有空气或者水分进入。
产生的因素：设备泄漏率较高或抽空系统出现故障零件，或者夹具被水分，油污污染炉膛被污染2.未钎透接头间隙局部或全部没有被钎料填充，或钎料与母材没有完全融合。
产生原因：真空度不足，零件表面的氧化物没有彻底清除；零件表面不干净；接头间隙过大。
3.变形：产生原因：由于温度，钎料安放及母材本身性能所产生的局部内应力，超过了组件材料的屈服点而造成的。
影响真空钎焊产品质量的主要因素1．真空钎焊的工艺参数；2.设备的泄漏率；3.零件,工装的表面清洁度；4.装配间隙以及产品的安放状态；钎焊材料（钎料）的选择，要依据被焊工件的材料特性，以及工件焊接过后的使用环境来确定选择何种钎料最佳。
真空钎焊的温度
真空钎焊是一种在真空环境下进行的焊接方法，主要用于连接金属和陶瓷等材料。
其温度主要取决于所使用的钎料和母材的性质。
一般来说，真空钎焊的温度范围在600℃到1300℃之间。
具体的温度需要根据以下因素来确定：
1. 钎料的熔点：不同的钎料有不同的熔点，因此需要选择与母材相匹配的钎料。
2. 母材的性质：母材的熔点、热导率、热膨胀系数等性质也会影响钎焊的温度。
3. 焊接过程的稳定性：为了保证焊接过程的稳定性，通常需要在一定的温度范围内进行钎焊。
4. 焊接后的性能要求：如果对焊接后的产品有特殊的性能要求，如强度、硬度、耐腐蚀性等，也需要调整钎焊的温度。
总的来说，真空钎焊的温度需要根据具体情况来确定，没有固定的数值。
在实际操作中，可以通过试验或者模拟计算来确定最合适的温度。
真空钎焊焊接标准
真空钎焊焊接标准
摘要：
一、真空钎焊的概念和特点
二、真空钎焊的焊接标准
三、真空钎焊的优点和应用范围
四、真空钎焊的注意事项
正文：
一、真空钎焊的概念和特点
真空钎焊，顾名思义，就是在真空环境下进行的一种焊接方式。
它是在真空室中进行的，通过加热和加压，使钎料熔化并与工件焊接部位接合，从而达到连接两个工件的目的。
真空钎焊具有许多优点，如焊缝质量高、焊缝强度高、气体含量低等，因此在许多工业领域得到了广泛应用。
二、真空钎焊的焊接标准
真空钎焊的焊接标准主要包括以下几个方面：
1.焊接设备：真空钎焊设备应具有良好的真空密封性能，以保证焊接过程中的真空度。
同时，设备应具有足够的加热功率和稳定的温度控制能力，以保证钎料的熔化和焊接过程的稳定性。
2.钎料：钎料是真空钎焊中的关键材料，其性能直接影响焊缝的质量。
钎料应具有良好的润湿性、扩散性、填充性、耐腐蚀性和高温性能。
3.焊接工艺：焊接工艺包括加热温度、加热时间、压力、钎料的种类和用量等参数。
这些参数应根据具体的工件材料和焊接要求进行优化，以保证焊缝的质量和强度。
三、真空钎焊的优点和应用范围
真空钎焊具有许多优点，如焊缝质量高、焊缝强度高、气体含量低等。
这些优点使得真空钎焊在许多工业领域得到了广泛应用，如航空航天、电子、汽车、能源等。
四、真空钎焊的注意事项
进行真空钎焊时，应注意以下几点：
1.确保真空室的真空度，以保证焊缝的质量。
2.选择合适的钎料和焊接工艺，以保证焊缝的强度和质量。
3.对工件进行充分的预热，以减小焊接过程中的变形和应力。
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题。
478 10-3
10-5 10-7 10-7 10-8 10-8 10-11
在10-2Pa时的蒸 发温度 790 808 992 1035 1115 1140 1194 1249
钎料与基体的相互作用
液态钎料如果能够润湿基体金属,则在毛细作用下填满接头间隙,形成钎焊接头此 时,能否形成优质的钎焊接头,还要根据液态钎料与基体金属之间的作用来决定。 1)钎料元素向基体金属的扩散钎焊时,钎料中合金元素会从高浓度向低浓度扩散, 扩散量和扩散速度除与元素的浓度梯度有关外,还与扩散面积和扩散时间成正比。扩 散系数随着温度的升高而增加。扩散结果,在靠近基体金属的钎缝附近形成固溶体,这 是钎焊时希望得到的钎焊接头组织。当钎料元素能与基体金属形成共晶体时,钎料组 元会向基体金属的晶界扩散。其扩散量随着元素在基体中溶解度的减小而增大。钎 料元素扩散至基体晶界,形成的低熔共晶体叫做晶间渗入。由于它较脆,对接头性能有 不良的影响。 2)若体金属在液态钎料中溶解如果基体金属和液态钎料是互溶的,在钎爆过程中, 一部分基体金属有可能溶解于针料中。只要溶解量在适当的范围内,对于接头性能是 有利的。但溶解量不适当时,则使钾料的熔点提高,从而产生焊不透等缺陷。基体金属 如过多地溶解到钎料中,则在基体金属上就会出现凹陷,甚至溶穿的现象。这种缺陷叫 做溶蚀,必须避免。 影响基体金属在液态钎料中溶解的因素有（1）钎焊温度（2）保温时间（3）与 合金状态有关 3)针缝组织(1)在合金状态图上,如果基体金属能与钎料形成固溶体,或者基体金属 与钎料合金的基体元素相同,则可得到固溶体组织的钎焊缝。这些钎焊接头塑性好,强 度高。是理想的钎焊接头组织。(2)金属间化合物组织金属间化合物一般硬而脆,会降 低接头的塑性和强度。特别是当化合物形成连续层时,影响更大。因此,应尽量避免针 缝中出现化合物组织
钎
焊
夹
具
钎焊时钎焊零件应装配定位 , 以确保零件之间的相互位置和钎焊要 求的接头间隙。钎焊夹具要涉及到钎焊零件的固定、装配、进炉、钎焊、 出炉整个过程,夹具是否合理和实用直接影响到钎焊质量。
(1)夹具材料要可以经受钎焊温度,而不丧失强度,不变形和放出气体,
不易与组焊件产生合金反应;
(2) 重视夹具和零件的温度膨胀 和收缩 , 在钎焊温度下 , 要保证钎焊零 件具有合适的接头间隙; (3) 夹具要保证钎焊区的热传导 , 引起的热量转移对零件的稳定加热降 温产生干扰最小 , 并且不妨碍钎料的 流动。
真 空 钎 焊 炉
真空钎焊时,零件是在氧分压较低的真空容器中加热、保温、冷却而形成钎焊接头的。
因此,真空钎焊工艺对设备有如下要求: (1)加热室应能容纳被钎焊组件; (2)炉内真空度应能满足钎焊工艺要求,尤其是当钎料中含蒸汽压高的元素时,设备应
具有控制钾料中合金元素挥发的能力
(3)加热室温度应能精确控制和自动调节 (4)加热室的全部构件必须具有一定的 机械强度和热强度的稳定性以及几何形状的 稳定性 (5)应具有强制冷却机能,一则满足某些 材料的热处理要求,二则缩短钎焊周期 (6)设备的控制系统应能获得理想的空 载和装载时的特性曲线 (7)设备的自动保护装置应先进可靠,确 保安全。
钎焊种类钎焊方法通常按热源或加热方法来分类,目前具 有工业应用价值的钎焊方法有:①火焰钎焊;②炉中钎焊(真空、 保护气体);③感应钎焊;④电阻钎焊;⑤浸渍钎焊;⑥红外线聚 焦钎焊。 无论哪一种方法,钎料的熔点都高于450℃、低于基体金 属的液相线,钎料借助毛细吸力分布于密切配合的连接表面之 间。
真空钎焊的发展
象。毛细现象是分子间作用力的表现。
在生活中如酒精灯的灯芯脱脂棉吸酒精、植物吸水等。液体在垂直的细 管中时液面呈凹或凸状、多孔材质物体能吸收液体都是毛细现象。
真空钎焊与普通钎焊
钎焊时金属表面的氧化膜影响液态钎料对基体金属的润湿性。 钎焊过程中,如果不能有效地除去基体金属表面的氧化膜,就难以形 成优质钎焊接头。不同的钎焊方法采用不同的除氧化膜和防氧化措 施。一般钎焊方法都是以钎剂的化学作用或者以还原气氛的还原作 用来去除氧化膜的。 真空钎焊虽然没有钎剂的化学作用和还原性气氛的还原作用, 不过,真空降低了钎焊区的压强,可以除去焊件表面的氧化膜,保护焊 件不被氧化。这样在真空气氛中针焊就能够获得高强度、光亮致密 的接头。
真空钎焊优点
同熔焊和其他类型的钎焊相比,真空钎焊具主要具有以下优点:
(1)在全部钎焊过程中,不使用钎剂,被钎焊零件处于真空条件下,不会出现氧化、 增碳、脱碳及污染变质等现象,钎缝成形美观
(2)钎焊时,零件整体受热均匀,热应力小,可将变形量控制到最小程度 ,可实现无
余量加工和精密钎焊; (3)可一次钎焊多道邻近的钎缝,或可以根据炉子的容量,同炉钎焊多个组件,提高 钎焊效率,同时可将零件热处理L序在钎焊工艺过程中同时完成,选择适当的钎焊工艺 参数,还可将钎焊安排为最终工序,而得到性能符合设计要求的钎焊接头。 (4)可钎焊的基本金属种类多 ,特别适宜钎焊铝及铝合金、钛及钛合金、不锈钢、 高温合金等。也适宜于钛、锆、铌钼、钨、钽等同种或异种金属的钎焊。对于复合 材料、陶瓷、石墨、玻璃、金刚石等材料也适用。 (5)开阔了产品设计途径,对带有狭窄沟槽、极小过渡台、盲孔的部件和封闭容 器、形状复杂的零组件均可采用 ,无需考虑由钎剂等引起的腐蚀、清洗、破坏等问
1958年，美国 Ipsen公司首先研制成功真空密封高速风 扇电机惰性气体循环真空炉,有强冷却功能。该种新型真空炉 的投入使用，为真空钎焊技术在各个领域内的广泛应奠定了 物质基础。 我国真空钎焊技术应用较晚,自20世纪70年代后期开始, 在研制、开发、使用和发展真空钎焊技术方面取得很大的进 展,目前,真空钎焊工艺在航空、航天、原子能、电气仪表、 石化、汽车、工具等领域中得到了推广和普及。
真空钎焊与普通钎焊
氧化膜
钎剂 钎料
加热
钎剂
钎剂反 应物
钎料钎剂
氧化膜与钎剂反 应而破坏氧化膜
氧化膜
钎料 加热
氧
钎料
钎料
氧化膜在真空中分解 或被钎料蒸汽压撑破等
分 解 、 挥 发
氧化物
1360K时的分解压力
金属元素 Mn Al Cr Cu Si B Fe Ti
CuO NiO
CoO Fe2O3 MoO2 WO2 CrO3 SiO2
“
真 空 钎 焊
”
目
录
CONTENTS
1.真空钎焊
2.真空钎焊互作用 6.真空钎焊炉 7.钎焊夹具 8.真空钎焊优点
真
空
钎
焊
钎焊属于固相连接，钎焊时母材不熔化，由于采用比母材 熔化温度低的钎料，加热温度采取低于母材固相线而高于钎料 液相线的一种连接方法。当被连接的零件和钎料加热到钎料熔 化，利用液态钎料在母材表面润湿、铺展与母材相互溶解和扩 散和在母材间隙中润湿、毛细流动、填缝与母材相互溶解和扩 散而实现零件间的连接。 真空钎焊作用原理与普通钎焊相似，所不同的是整个焊接 过程是在真空氛围下完成。而且清除表面氧化膜的方法也截然 不同，普通钎焊借助焊剂或介质气体清除氧化膜，而真空钎焊 是借助真空环境下与不同的作用机理清除氧化膜。
润
湿
σlg
σ gs
θ σ ls
润湿角 θ 的余弦值表征了体系润湿与铺展能力的强弱。 cosθ=1 时，称为完全润湿； 0<cosθ<1 时，称为润湿； -1<cosθ<0时， 称为不润湿；cosθ=-1时，称为完全不润湿。
毛 细 现 象
C材料
D材料
A液体
B液体
毛细现象是指液体在润湿或不润湿情况下，沿细微缝隙上升或下降的现