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1.溫度
溫度是擴(kuò)散焊接最重要的工藝參數(shù),溫度的微小變化導(dǎo)致擴(kuò)散焊接速度的較大變化,在一定溫度范圍內(nèi),溫度越高,擴(kuò)散過(guò)程越快,得到的接頭強(qiáng)度越高。
從這個(gè)角度看,擴(kuò)散焊接溫度應(yīng)選擇盡可能高的溫度。但是,加熱溫度受焊接部件和夾具的高溫強(qiáng)度和工件的冶金特性(相變和再結(jié)晶等)的限制。另外,如果溫度超過(guò)某個(gè)值而上升,則接頭質(zhì)量不會(huì)大幅改善,有時(shí)也會(huì)降低。
對(duì)于許多金屬和合金,擴(kuò)散焊接的溫度為0-6.8Tm(K)。Tm是基材的熔點(diǎn)。在液態(tài)擴(kuò)散焊接的情況下,加熱溫度略高于中間層材料的熔點(diǎn)或共晶反應(yīng)溫度。用液體填充間隙,等溫凝固和均勻化擴(kuò)散溫度稍低。聚合物擴(kuò)散焊機(jī)設(shè)置紅外線(xiàn)溫度計(jì),可以更好地控制溫度。
2.壓力
固定其他參數(shù)后,可以使用更高的壓力創(chuàng)建更好的管接頭。壓力上限取決于焊接件的整體變形極限、設(shè)備噸位等。在異種金屬擴(kuò)散焊接中,可以通過(guò)使用更大的壓力來(lái)減少或防止擴(kuò)散孔。
除熱等靜壓擴(kuò)散焊外,擴(kuò)散焊的壓力一般為0。選擇5到50 MPa之間的值。對(duì)于液態(tài)擴(kuò)散焊接,可以選擇較低的壓力。壓力過(guò)高可能會(huì)擠壓液態(tài)金屬,導(dǎo)致接頭成分失去控制。
擴(kuò)散壓力對(duì)第二、三階段的影響較小,在固體擴(kuò)散焊后期階段可以降低壓力,減少工件變形。
3.擴(kuò)散時(shí)間
擴(kuò)散時(shí)間是焊接部件在焊接溫度下保持的時(shí)間。為了在焊接過(guò)程中獲得所需的強(qiáng)度,必須檢查擴(kuò)散過(guò)程是否完全完成。如果擴(kuò)散時(shí)間過(guò)短,則接頭強(qiáng)度不能達(dá)到與基材強(qiáng)度相同的穩(wěn)定強(qiáng)度。
然而,過(guò)高的溫度和高壓持續(xù)時(shí)間不會(huì)改善接頭的質(zhì)量,從而增加基材的顆粒尺寸。對(duì)于能夠在脆性金屬間形成化合物的接合部,需要控制擴(kuò)散時(shí)間來(lái)控制脆性層的厚度,以不影響接合部的性能。擴(kuò)散焊接時(shí)間不是單獨(dú)的參數(shù),而是與溫度和壓力密切相關(guān)。溫度高或壓力高會(huì)縮短時(shí)間。
在具有中間層的擴(kuò)散焊接的情況下,焊接時(shí)間取決于中間層的厚度、接頭成分和結(jié)構(gòu)均勻性的要求(包括脆性容許量)。
在實(shí)際焊接過(guò)程中,焊接時(shí)間可能會(huì)有大范圍的變化。如果使用工藝參數(shù),焊接時(shí)間只需幾分鐘,但使用其他工藝參數(shù)需要幾小時(shí)。
4.大氣保護(hù)
焊接保護(hù)氣氛的純度、流量、壓力或真空度以及氣體泄漏率影響擴(kuò)散焊接頭的質(zhì)量。一般保護(hù)氣體為氬氣,一般真空度為(1-20)X10-3P