与其他金属连接工艺相比,真空铝钎焊有很多优点(强度、更严格的控制、连接接头的纯度等),但您也需要了解如何正确钎焊零件的细节。
1.确保部件清洁
首先,您需要确保您的零件清洁,没有冲压和切削油。通常情况下,这可以通过化学或机械清洗来实现。但在机械清洗的情况下,应确保保持适当的表面粗糙度,这有助于确保钎焊牢固。之后就是时间和温度了。
2.了解您的工艺周期
由于真空炉的快速抽气和加热特性,以及被钎焊铝件的高导热性,典型的真空铝钎焊周期相对较短。
典型的钎焊工艺周期:
3.确保快速降压时间
真空泵的容量必须足够大,以最大限度地减少新负载抽至深真空的时间。这有助于启动加热循环并产生适当的吞吐量,从而确保您能够跟上加热循环期间由于镁汽化而产生的大量放气。深真空度是一个关键的工艺参数,因为它确保了一个纯净的钎焊环境。
不同真空度下的纯度变化:
P压力(mbar | 总计 卷-% | O2 卷-% | N2 卷-% | O2 ppm | N2 ppm |
1013 | 100 | 20 | 79 | 200*103 | 790*103 |
1 | 0.1 | 0.026 | 0.1 | 264 | 1040 |
10-1 | 0.01 | 0.0026 | 0.01 | 26.4 | 104 |
10-2 | 0.001 | 0.00026 | 0.001 | 2.64 | 10.4 |
10-3 | 0.0001 | 0.000026 | 0.0001 | 0.264 | 1.04 |
10-4 | 0.00001 | 0.0000026 | 0.00001 | 0.026 | 0.1 |
4.使用镁
由于以下原因,有必要使用镁作为填充金属和/或零件基体金属的添加剂:
- 镁在约1,058 °F (570 °C)时开始汽化,然后作为氧气和水蒸气的 "吸收剂",从而提高钎焊真空的纯度。
- 镁可减少铝表面的氧化铝,从而促进接合面的均匀加速润湿。
真空钎焊过程中会发生以下反应:
Mg + H2O → MgO +H2
Mg + O2 → 2 MgO
3Mg + Al2O3 → 3MgO + 2Al
Mg + N2 → Mg3N2
镁在真空环境中的气化,也称为 "磁爆",会在短时间内产生大量放气。然而,加热速度越慢,镁的汽化率越小。由于这种气体负荷,真空泵的尺寸必须足够大,以保持良好的工作真空(10°C)。-4 至10-5 托范围)。
5.保持温度均匀性
仅次于深真空度,精确的温度控制和均匀性也是实现成功钎焊的必要条件。钎焊周期中可接受的温度均匀性为设定点的±5°F(3°C)。铝钎焊可接受的钎焊温度窗口非常窄,因为填充金属必须在基体金属达到凝固温度之前液化。这个温差可以小到±10-18 °F (6-10 °C)。
因此,有必要使用浸泡温度略低于填充金属凝固点的加热步骤,以确保所有待钎焊部件和接头在大致相同的时间达到正确的温度。此时,应开始升温至钎焊温度,使填充金属开始熔化,并使钎焊接头发生毛细管润湿。
在钎焊温度下的持续时间必须保持在最低水平,因为熔化的填充金属在深度真空中汽化,并试图润湿钎焊接头。过多的填充金属汽化损失会导致接头润湿不良,进而降低接头强度和密封能力。
钎焊温度浸泡结束后,立即进行真空冷却循环,使钎焊接头中的填充金属凝固并停止材料汽化。