真空铝钎焊简介

焊接

焊接在连接金属方面更进一步。焊接不是只加热填充金属，而是同时加热要连接的两块金属，使两块金属熔合在一起。您可能在汽车修理厂见过焊工的工作。汽车事故可能会导致一块金属变形，需要拆卸和更换，因此车身修理厂的技术人员可能会使用乙炔割炬割掉受损的部分，换上新的部分，切割成与原来的部分相匹配，然后焊接到位。

将两种金属焊接在一起可形成牢固的结合，因为交界处两部分的金属已融合在一起。两个不同部分的晶体结构相互融合，就好像它们始终是同一结构的一部分。最佳的焊接条件取决于被焊接的两部分具有相似的原始晶体结构，这通常意味着由相同或相当相似的金属合金制成。

警告。 切勿直视焊接火花。焊接点的温度可能远远超过华氏 6000 度，火花可能比太阳还亮！

钎焊材料可能具有与源材料相似的质量，但其合金化方式会使钎焊填充物的熔点略低。为了确保填充材料熔化时不会改变原材料的结构，钎焊工艺需要更高的热均匀性和工艺控制。通过这些控制，填充材料可预测地发挥作用，利用毛细作用均匀地填充接缝或空隙，从而形成牢固的气密性粘接。

钎焊往往会留下干净、美观的接缝，通常不需要大量的额外加工。零件经过钎焊后，无需再进行热处理即可恢复零件原有的金属特性，因为只有钎焊材料被加热到液态转变的程度--原始零件中金属的完整性并未受到影响。

钎焊零件在接合处有一个弯曲的半月板，其外观往往让人联想到浴缸周围的新填缝剂。这种半月板增加了零件的稳定性，减少了应力集中，改善了连接处的疲劳性能。

为什么要进行铝钎焊？

铜、银、黄铜和镍合金都是常用的钎焊材料，而铝则是一种轻质而坚固的材料，可与多种其他金属合金结合。

在封闭的液体系统中，只要需要将热量从液体传递到周围空气中，您就会发现铝钎焊件的身影。例如汽车散热器、中冷器、空调装置或蒸发器。管道的几何形状复杂，沿着严格的路径来回缠绕，表面积很大，在这种情况下使用真空铝钎焊是最理想的，可以确保在整个部件的弯曲和凹槽处实现完全密封。

真空铝钎焊也适用于要求清洁的部件--航空航天部件、医疗设备或其他高精度部件。由于部件清洁是钎焊工艺前的必要步骤，因此无气氛工艺可能会产生无氧化物、清洁的成品。

为什么要购买专用的真空铝钎焊炉？

从技术上讲，真空铝钎焊几乎可以在任何带有金属热区的真空炉中进行，但不建议使用。专用的真空铝钎焊炉（如 Ipsen 的 VAB 炉）具有标准真空炉所不具备的功能，而且这种工艺对真空炉的要求很高，而许多其他热处理工艺则没有这种要求。

大多数益普生真空炉都针对 1,000 °F 至 2,400 °F（540 °C - 1320 °C）的工作温度进行了优化，而 VAB 真空炉则侧重于 600 °F 至 1,200 °F（320 °C - 650 °C）之间的工作温度，大多数铝填充材料在此温度下都处于液相状态。

附加的热电偶控制装置确保整个炉室的温度从前到后、从上到下保持在 50 °F（10 °C）的严格可变范围内。要满足航空航天等行业的严格标准，就必须在较低温度下保持这种高精度。

在真空炉中进行铝钎焊时，操作人员必须面对的最大问题之一就是氧化镁的堆积。镁是铝填充材料的添加剂，其作用非常类似于助焊剂。含镁的铝合金熔点低于纯铝或其他普通合金。因此，当钎焊材料加热时，释放出的镁会汽化并寻找真空炉中剩余的氧原子，使其远离接头。镁还会侵蚀铝表面的氧化铝，以确保剩余的钎料均匀地附着在零件上。

当窑炉温度达到并超过 1,060 °F (570 °C)时会发生这些化学反应，从而产生 "磁爆"--放气高峰。处理这种放气高峰的最佳窑炉设计需要有足够强大的抽气系统，以维持 10°C 的真空度。^-4 至10^-5 托。随着真空炉不断抽出新的气体，这一过程可能会在热区壁上留下放气残留物。

处理氧化镁残留物非常棘手，因为这种残留物的化学成分与道路照明弹类似。铝钎焊真空炉的大部分维护时间都用于清理这些氧化镁沉积物。必须使用有色金属刮削材料刮削炉腔壁和热区防护罩，以避免产生火花点燃快速燃烧的氧化物。如果氧化镁堆积太厚，难以刮除，则可能需要使用空气燃烧循环来分解较大的氧化镁团。一旦大部分残留物被清除，就需要进行正常的真空烧除，以便为今后的钎焊生产调节窑炉。扩散泵也需要按照制造商的规定定期清洗。

目前，益普生正在生产包括镁收集板的 VAB 炉。这一创新设计可帮助客户减少停机维护时间，并防止镁在炉子电源进料口和热电偶进料口等难以保持清洁的区域积聚。

铝钎焊过程中发生的一些化学反应包括
Mg + H2O → MgO + H2
Mg + O2 → 2 MgO
Mg + Al2O3 → MgO + Al
Mg + N2 → Mg3N2