扩散焊工艺及常见缺陷

一、扩散焊工艺
 
1.接头形式常用的接头形式有对接、T形和搭接接头。
  
2．焊前准备
  
工件待结合面的制备采用机械加工的方法，待结合面的粗糙度、平面度等应符合技术要求。表面清理目的是为了清除氧化膜、。及其他脏物。通常用化学腐蚀方法去除工件表面的氧化物，用乙醇、三氯乙烯、丙酮等除油。
  
3．扩散焊工艺参数
  
温度、压力、时间、真空度、中间层、冶金特性等是影响扩散焊的主要工艺参数。
  
(1)温度：扩散焊温度一般为0.4一0.6倍的金属熔化温度。温度越高，原子的动能越大，越利于扩散过程的进行。但温度越高，变形应力也越大，因而导致焊件的整体质量下降。
  
(2)压力：加压力的作用是引起待焊结合面微观塑性变形，使结合面之间形成最大的接触，挤出氧化物和污染物，并达到原子间的结合，为扩散焊创造条件，增加压力提高接头强度。但压力过高会引起工件过大的塑性变形。
    
(3)时间：增加焊接时间可以满足原子扩散焊所需时间，并使焊件接头处的原子相互扩散、固相反应进行到一定程度，有利于提高接头的强度。但时间过长，则晶粒长大及某些异种材料生成的脆性相增加，反而使接头的性能劣化。焊接时间的范围很大，可以从几秒到几十小时，从生产效率考虑，应在满足焊接质量的前提下尽量缩短时间。
    
(4)真空度：真空度越高，净化作用越强，越利于焊接。但妄空度过高则生产成本将会增加。
    
(5)中间层：中间层能降低焊接温度，增加实际接触面积，降低焊接压力和时间。中间层厚度一般不超过0.25～100μm。
    
(6)冶金特性：在焊接同种金属时，同素异构转变和显微组织往往会改变扩散速度。通过在合金中加入高扩散系数的元素能增加扩散能力，但焊后必须进行充分热处理，使高扩散系数的元素远离结合面并分散开来，这对于在高温下工作的焊件是很重要的。

二、扩散焊常见缺陷及防止方法

扩散焊接头的主要缺陷是未焊透、界面局部有微孔及残余变形，还有可能会出现裂纹、错位等缺陷。
    
1．未焊透
    
未焊透产生的主要原因是焊接温度低、压力不足、焊接时间短、真空度低、待焊面加工精度低和清理不干净及结构位置不正确等。防止的方法是采用合适的扩散焊工艺。
    
2．界面有微孔
    
界面有微孔产生的原因是表面粗糙不平。防止的方法是待焊面精度要达到规定的要求。
  
3．残余变形
  
残余变形产生的主要原因是焊接压力太大、温度过高、保温时间太长等。防止的办法是采用合适的扩散焊工艺规范参数。
 
4．裂纹
  
裂纹是由于加热和冷却速度太快、焊接压力过大、焊接温度过高、加热时间太长、待焊面加工粗糙等而引起。防止的办法是针对产生的原因，采用合适的规范参数。
  
5．错位
  
错位产生的主要原因是夹具结构不正确。防止的办法是设计合适的夹具和将零件放置妥当。

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