真空炉钎焊工艺技术

真空炉中钎焊方法是在真空条件下,不施加钎剂的一种比较新的钎焊方法。由于钎焊处在真空环境下,可以有效地排除空气对工件的有害影响,因此可以不施加钎剂成功地进行钎焊。主要用于钎焊那些难钎焊的金属和合金,如铝合金、钛合金、高温合金、难熔合金及陶瓷等。所钎焊的接头光亮致密,具有良好的力学性能和耐腐蚀性等。真空钎焊设备一般不用于碳钢和低合金钢的针焊。

真空炉中钎焊设备主要由真空钎焊炉和真空系统两部分组成。真空钎焊炉大致可以有两种类型:热壁炉和冷壁炉。两种类型的炉子可用天然气加热或电热,可以设计成侧装炉、底装炉或顶装炉(炕式)结构,真空系统可以通用。

真空系统主要包括真空机组、真空管道、真空阀门等。真空机组通常由旋选片式机械泵和油扩散泵组成。单用机械泵只能得到低于1.35×10-1Pa级的真空度。要获得高真空必须同时使用油扩散泵,此时能达到1.35×10-4Pa级的真空度，系统内的气体压力用真空计测量。

真空炉中钎焊是在抽出空气的炉中或钎焊室中钎焊,特别适合于钎焊面积很大而连续的接头,也适用于连接某些特殊的金属,包括钛、锆、铌、钼和钽,应用范围较广。但是,真空钎焊也存在下面一些缺点:

①在真空条件下金属易于挥发,因此对焊接易挥发元素的基体金属和钎料不宜使用真空钎焊,如确需使用,则应采用相应的复杂的工艺措施。

②真空钎焊对钎焊零件的表面粗糙度、装配质量、配合公差等的影响比较敏感,对工作环境和操作人员的理论水平要求较高。

③真空设备复杂,一次性投资大,维修费用高。

那么，如何实施真空炉中钎焊工艺?在真空炉中进行钎焊操作时,将加有焊的焊件装入炉膛(或装入钎焊容器),关闭炉门(或封闭钎焊容器盖),加热前预抽真空。先启动机械泵,待真空度达到1.35Pa后转动转向阀,关断机械泵与钎焊炉的直接通路,使管路通过扩散泵与钎焊炉相通,依靠机械泵与扩散泵限时工作,将钎焊炉抽至要求的真空度,然后开始通电加热。

在升温加热的全过程中真空机组应持续工作,以维持炉内的真空度,抵消真空系统和钎焊炉各种接口处的空气渗漏,炉壁、夹具和焊件等吸附的气体和水蒸气的释放,金属与氧化物的挥发等使真空降低。真空钎焊有两种:高真空钎焊和部分真空(中真空)钎焊。高真空钎焊非常适于钎焊其氧化物难以分解的母材(如镍基超级合金),部分真空钎焊则用于母材或钎料在钎焊温度和高真空条件下挥发的场合。

当必须采用特别预防措施来保证高纯度时,干燥氢钎焊前采用真空净化法。同样,在抽真空前采用干燥氢或惰性气体净化法,将有助于在高真空钎焊中获得更好的效果。