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优化焊接工艺:扩散钎焊详解

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:扩散钎焊过程和传统的钎焊过程相比,除需要等温凝固过程以外,其他过程几乎相同。顾名思义,扩散钎焊是一种控制扩散的加工工艺,因此可以用著名的Fick扩散定律进行描述。扩散钎焊工艺通常可以被考虑成两相的界面移动问题。扩散钎焊接头形成机制可以由下面四个非连续阶段来描述[33-36],它们分别是:①加热;②溶解和液相宽度的扩大;③等温凝固;④均匀化。

优化焊接工艺:扩散钎焊详解

扩散钎焊过程和传统的钎焊过程相比,除需要等温凝固过程以外,其他过程几乎相同。首先,待焊构件在室温时被装配,然后将中间层置于接头界面处。组件被加热到预先设定好的温度,使中间层熔化润湿待连接界面。接头在达到连接温度时进行保温处理。根据等温凝固原理,保温过程中液相宽度减少。在所有的液相宽度被耗尽后,如果需要,在冷却过程中将构件冷却到某一温度后进行热处理,然后将构件冷却到室温,最终完成全部的工艺过程。

顾名思义,扩散钎焊是一种控制扩散的加工工艺,因此可以用著名的Fick扩散定律进行描述。扩散钎焊工艺通常可以被考虑成两相的界面移动问题。加热后,接头是由两侧固相、中间液相层而组成的一种三明治结构。在非稳态条件下,浓度梯度的存在将导致扩散的发生,界面移动速率及方向满足质量守恒:

式中,CLCS分别为液相和固相在固液界面的浓度;DLDS分别为溶质在液相和固相中的扩散系数。当中间层熔化后,界面移动的方向取决于液相和固相中的浓度梯度。(www.xing528.com)

扩散钎焊接头形成机制可以由下面四个非连续阶段来描述[33-36],它们分别是:①加热;②溶解和液相宽度的扩大;③等温凝固;④均匀化。

加热后,连接部件被加热到中间层的熔化温度以下。当中间层开始熔化或与母材开始形成共晶时,溶解和液相宽度的扩大过程开始。多余的热量会导致母材的溶解及液相宽度的扩大。当液相宽度达到最大值时,等温凝固过程开始。等温凝固过程中,固/液界面的溶质扩散导致界面向焊缝中心迁移,当液相完全消耗时,这个阶段就结束了。在焊缝中心仍存在一个溶质聚集区,可以在高温下进行均匀化热处理来减少该区溶质,以避免冷却时有害相形成。

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