真(zhen)空系統中的各部(bu)件連(lian)接(jie)(jie)形式多樣,焊(han)接(jie)(jie)是(shi)真(zhen)空設(she)備需要(yao)永(yong)久(jiu)性連(lian)接(jie)(jie)時使用的方法。今天(tian)就為(wei)大家(jia)整理了幾種(zhong)真(zhen)空系統中常用的焊(han)接(jie)(jie)方法,然后(hou)分別來熟悉一下它們。
1、氬弧焊
氬弧(hu)焊(han)(han)是熔(rong)化(hua)焊(han)(han)的(de)一(yi)(yi)種(zhong)。在普通(tong)電弧(hu)焊(han)(han)的(de)原理基(ji)礎(chu)上,加入了氬氣對(dui)金屬(shu)焊(han)(han)材(cai)(cai)的(de)保護,通(tong)過(guo)高電流使焊(han)(han)材(cai)(cai)在焊(han)(han)基(ji)材(cai)(cai)上融化(hua)成(cheng)液態形成(cheng)熔(rong)池,使被焊(han)(han)金屬(shu)和焊(han)(han)材(cai)(cai)達到(dao)冶(ye)金結(jie)合(he)的(de)一(yi)(yi)種(zhong)焊(han)(han)接技術。由于(yu)在高溫熔(rong)融焊(han)(han)接中不斷送上氬氣,使焊(han)(han)材(cai)(cai)不能(neng)和空氣中的(de)氧(yang)氣接觸,從(cong)而(er)防止(zhi)了焊(han)(han)材(cai)(cai)的(de)氧(yang)化(hua)。
在真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)系(xi)統(tong)焊(han)接過程中(zhong),氬(ya)弧(hu)焊(han)的(de)焊(han)縫受到氬(ya)氣(qi)保護(hu),焊(han)縫質量比(bi)較高(gao)。同時(shi)熱源(yuan)集中(zhong),焊(han)接時(shi)的(de)熱影響(xiang)區小(xiao),工(gong)件(jian)(jian)變形小(xiao),保證了工(gong)件(jian)(jian)的(de)氣(qi)密性與機(ji)械強度。氬(ya)弧(hu)焊(han)適用于(yu)焊(han)接高(gao)強度合(he)金鋼、有(you)色難(nan)熔(rong)和(he)化學性質活潑的(de)金屬(shu)及其合(he)金,也可用于(yu)補(bu)焊(han)、定位焊(han)、反面成型的(de)打底焊(han)及異種(zhong)金屬(shu)的(de)焊(han)接。在真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)設備(bei)制造中(zhong)的(de)超高(gao)真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)不(bu)銹鋼容器(qi)、管道閥門(men)、波紋(wen)管連(lian)(lian)接件(jian)(jian)、可伐(fa)陶(tao)瓷封接街(jie)頭(tou)、法蘭(lan)盤的(de)連(lian)(lian)接件(jian)(jian)、鈦泵中(zhong)零(ling)部(bu)(bu)件(jian)(jian)的(de)連(lian)(lian)接件(jian)(jian),以及許多電真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)器(qi)件(jian)(jian)外殼(ke)的(de)連(lian)(lian)接件(jian)(jian)、零(ling)部(bu)(bu)件(jian)(jian)點焊(han)、塞焊(han)都廣(guang)泛采用了氬(ya)弧(hu)焊(han)。
氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)可分(fen)為不熔化電極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)和熔化電極(ji)(ji)氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han),以及手工、半自(zi)動、自(zi)動氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)等。而真空系(xi)統(tong)應用中大多(duo)采用不熔化電極(ji)(ji)的手工或半自(zi)動氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)。
2、釬焊
釬(han)焊(han)(han)(han)(han)是指低于焊(han)(han)(han)(han)件熔(rong)點(dian)的(de)焊(han)(han)(han)(han)料與(yu)焊(han)(han)(han)(han)件同(tong)時加熱到焊(han)(han)(han)(han)料熔(rong)化(hua)溫(wen)度(du)后,由高(gao)溫(wen)液態(tai)焊(han)(han)(han)(han)料填(tian)滿(毛細力作(zuo)用(yong))被釬(han)焊(han)(han)(han)(han)的(de)固(gu)態(tai)基金屬(shu)(釬(han)接金屬(shu)或稱(cheng)基金屬(shu))間的(de)間隙,使被釬(han)焊(han)(han)(han)(han)金屬(shu)產生結合的(de)一種(zhong)工藝方法(如果是真空(kong)釬(han)焊(han)(han)(han)(han),焊(han)(han)(han)(han)料熔(rong)化(hua)要在真空(kong)狀態(tai)下進行)。根據焊(han)(han)(han)(han)料的(de)熔(rong)點(dian)與(yu)強度(du),釬(han)焊(han)(han)(han)(han)可以(yi)分為硬焊(han)(han)(han)(han)與(yu)軟焊(han)(han)(han)(han)。前者焊(han)(han)(han)(han)料的(de)熔(rong)點(dian)在500℃以(yi)上,接頭強度(du)較高(gao);后者焊(han)(han)(han)(han)料的(de)熔(rong)點(dian)在500℃以(yi)下,接頭強度(du)較低;根據熱源的(de)不同(tong),有輻射爐釬(han)焊(han)(han)(han)(han)、高(gao)頻釬(han)焊(han)(han)(han)(han)、大(da)電流釬(han)焊(han)(han)(han)(han)、電阻釬(han)焊(han)(han)(han)(han)、火焰釬(han)焊(han)(han)(han)(han)等(deng)。
釬焊(han)與其他焊(han)接相比,具(ju)有變形小、基金屬(shu)性(xing)能(neng)變化、可(ke)同(tong)時完成(cheng)多個零件(jian)的(de)(de)(de)(de)連接、并可(ke)連接不(bu)同(tong)金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)優點(dian),可(ke)用于(yu)焊(han)接精密(mi)、復雜和由不(bu)同(tong)材料(liao)組成(cheng)的(de)(de)(de)(de)構件(jian),但不(bu)適用于(yu)重(zhong)載、動載機件(jian)的(de)(de)(de)(de)焊(han)接。應用于(yu)真空系統工藝中,其焊(han)接的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量取決于(yu)焊(han)料(liao)的(de)(de)(de)(de)性(xing)能(neng),如(ru)有良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)熔點(dian)、不(bu)含高蒸氣(qi)(qi)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)元(yuan)素、只含極少量的(de)(de)(de)(de)空氣(qi)(qi)與非金屬(shu)雜質(zhi),以(yi)及液態焊(han)料(liao)對(dui)被(bei)焊(han)金屬(shu)具(ju)有良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)潤濕性(xing)、流散性(xing)等等。
為保證良好的(de)(de)真(zhen)空性(xing)能(neng),真(zhen)空系統工藝中應用到釬焊時(shi),首(shou)先要去(qu)(qu)除(chu)去(qu)(qu)零件(jian)表面(mian)上的(de)(de)氧化膜(mo)、油污(wu)、雜質能(neng),增加(jia)焊料(liao)對(dui)零件(jian)的(de)(de)潤(run)濕性(xing)與流散性(xing)、毛細流動性(xing),避免加(jia)熱時(shi)釋放(fang)大量氣(qi)體,使焊縫產生缺陷;完成零件(jian)的(de)(de)退(tui)火,去(qu)(qu)除(chu)應力(li)以及(ji)內部氣(qi);同(tong)時(shi)對(dui)被焊件(jian)表面(mian)鍍膜(mo),加(jia)強焊料(liao)對(dui)基(ji)金屬(shu)的(de)(de)潤(run)濕性(xing)能(neng),保護和防止(zhi)基(ji)金屬(shu)氧化,部分條(tiao)件(jian)下還能(neng)起到焊料(liao)的(de)(de)作用。
3、電子束焊
電(dian)子(zi)束焊(han)(han)(han)(han)是(shi)熔(rong)化焊(han)(han)(han)(han)的一(yi)種,它(ta)利(li)用(yong)會(hui)聚的高(gao)(gao)速(su)電(dian)子(zi)束轟擊工(gong)件接縫(feng),產生熱能(neng)從而使(shi)金屬熔(rong)合。它(ta)包含了機械、真(zhen)空、高(gao)(gao)電(dian)壓和(he)電(dian)磁場理論、電(dian)子(zi)光學(xue)、自(zi)動控制和(he)計算機等多學(xue)科技術。電(dian)子(zi)束焊(han)(han)(han)(han)按被焊(han)(han)(han)(han)工(gong)件所處環境的真(zhen)空度(du)可(ke)分為三種:高(gao)(gao)真(zhen)空電(dian)子(zi)束焊(han)(han)(han)(han),低真(zhen)空電(dian)子(zi)束焊(han)(han)(han)(han)和(he)非(fei)真(zhen)空電(dian)子(zi)束焊(han)(han)(han)(han):
高真空電子(zi)束焊在10-4~10-1Pa的(de)壓(ya)強下進行。良好的(de)真空條(tiao)件(jian)(jian),可(ke)以保證(zheng)對(dui)熔(rong)池的(de)“保護”防止金屬元素的(de)氧化和(he)燒損,適用于活性(xing)金屬、難熔(rong)金屬和(he)質量要求高的(de)工件(jian)(jian)的(de)焊接。
低真空(kong)電子束焊在(zai)10-1~10Pa的壓強下進行,也具有(you)束流(liu)密度和功(gong)率密度高的特點。由于只需抽到低真空(kong),縮短了(le)抽真空(kong)時間,提高了(le)生產率,適用于批量(liang)大的零(ling)件的焊接(jie)和在(zai)生產線上使用。
非真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)束焊,其電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)束仍是在高(gao)(gao)真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)條件下產生的(de)(de)(de),然后穿過一(yi)組(zu)光闌、氣阻(zu)和(he)若干級預真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)小室(shi)(shi)(shi),射到處于(yu)大(da)氣壓力下的(de)(de)(de)工(gong)(gong)件上。由(you)于(yu)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)束散射強烈,它的(de)(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)槍工(gong)(gong)作距離限(xian)制(zhi)在20~50mm,焊縫深(shen)寬(kuan)比最大(da)也只能達到5:1。但這種(zhong)方(fang)(fang)法的(de)(de)(de)優(you)點是不需真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)室(shi)(shi)(shi),因(yin)而(er)可以焊接(jie)尺寸大(da)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)件,生產率較高(gao)(gao)。另外近年來,移動式真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)室(shi)(shi)(shi)或(huo)局部真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)束焊接(jie)方(fang)(fang)法,既保留了真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)束高(gao)(gao)功率密(mi)度(du)的(de)(de)(de)優(you)點,又不需要真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)室(shi)(shi)(shi),因(yin)而(er)在大(da)型(xing)工(gong)(gong)件的(de)(de)(de)焊接(jie)工(gong)(gong)程上有(you)應用前景(jing)。
4、真空釬焊
同(tong)屬于釬(han)(han)焊(han)工(gong)藝,真(zhen)(zhen)空釬(han)(han)焊(han)與(yu)普(pu)通釬(han)(han)焊(han)的(de)(de)原理相似(si),都是(shi)利用毛細力的(de)(de)作(zuo)用使液態釬(han)(han)料在(zai)母材(cai)表面潤(run)濕、鋪展與(yu)相互溶解、擴散(san)(san)、填縫等實現零件(jian)(jian)間(jian)的(de)(de)連接(jie),不(bu)同(tong)的(de)(de)是(shi)真(zhen)(zhen)空釬(han)(han)焊(han)的(de)(de)整個(ge)(ge)焊(han)接(jie)過程是(shi)在(zai)真(zhen)(zhen)空氛圍(wei)(一般真(zhen)(zhen)空度高(gao)于2×10-3Pa,預(yu)抽(chou)極限真(zhen)(zhen)空在(zai)10-4Pa數量(liang)級)下完成的(de)(de),即:使用夾(jia)具(ju)將(jiang)零件(jian)(jian)夾(jia)持在(zai)一起(qi),接(jie)頭周圍(wei)加上(shang)硬焊(han)料,然后在(zai)真(zhen)(zhen)空爐內加熱使焊(han)料熔化流(liu)散(san)(san)于縫隙內。真(zhen)(zhen)空釬(han)(han)焊(han)與(yu)普(pu)通釬(han)(han)焊(han)相比,具(ju)體的(de)(de)還會產(chan)生(sheng)一個(ge)(ge)差(cha)異:清除表面氧化膜的(de)(de)的(de)(de)形式不(bu)同(tong)。
釬(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)過程中(zhong),不(bu)論是(shi)(shi)真(zhen)空釬(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)還(huan)(huan)是(shi)(shi)其他釬(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han),金屬(shu)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)膜(mo)會影響液態釬(han)(han)(han)(han)料對基(ji)體金屬(shu)的(de)(de)(de)潤濕性(xing),從而影響釬(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接頭(tou)的(de)(de)(de)質量。一般(ban)的(de)(de)(de)釬(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)以釬(han)(han)(han)(han)劑的(de)(de)(de)化(hua)(hua)學作(zuo)用(yong)或者以還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)氣氛的(de)(de)(de)還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)作(zuo)用(yong)來去(qu)除氧化(hua)(hua)膜(mo),但真(zhen)空釬(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)沒有釬(han)(han)(han)(han)劑與還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)性(xing)氣氛的(de)(de)(de)還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)作(zuo)用(yong),利用(yong)的(de)(de)(de)是(shi)(shi)真(zhen)空低(di)壓來去(qu)除焊(han)(han)(han)件表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)膜(mo)并保護焊(han)(han)(han)件不(bu)被氧化(hua)(hua),同(tong)時(shi)避免增碳、脫碳及污(wu)染(ran)變質現象,提(ti)高焊(han)(han)(han)接接頭(tou)強度(du)。低(di)壓同(tong)樣能排出金屬(shu)在釬(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)溫(wen)度(du)下(xia)釋放出來的(de)(de)(de)揮發性(xing)氣體,使基(ji)金屬(shu)性(xing)能得到改善,獲得光(guang)亮致密的(de)(de)(de)接頭(tou)。
此外(wai),因為在真(zhen)空氣(qi)氛中(zhong)不使用(yong)釬(han)劑(ji),不會出(chu)現氣(qi)孔(kong)、夾雜等缺(que)陷,可(ke)以(yi)(yi)提高(gao)基體金(jin)屬的(de)(de)抗腐蝕性(xing),省掉(diao)一(yi)般焊接需要的(de)(de)清洗殘余焊劑(ji)的(de)(de)工序(xu)。在真(zhen)空爐中(zhong),真(zhen)空釬(han)焊可(ke)以(yi)(yi)一(yi)次釬(han)焊多(duo)到鄰近(jin)的(de)(de)釬(han)縫(feng),同(tong)爐釬(han)焊多(duo)個組(zu)件(jian),可(ke)以(yi)(yi)大(da)大(da)提高(gao)焊接效率,并與熱(re)處理工序(xu)同(tong)步完成。除這些外(wai),真(zhen)空釬(han)焊可(ke)焊接的(de)(de)基本(ben)金(jin)屬多(duo),包括鋁合金(jin)、鈦合金(jin)、難熔金(jin)屬,以(yi)(yi)及(ji)陶瓷玻璃(li)、石(shi)墨、金(jin)剛石(shi)、復合材料等。
為此(ci),真空(kong)釬焊在(zai)航空(kong)航天、原子能、電氣儀(yi)表以及石(shi)化、汽(qi)車(che)等諸多領域中(zhong)得到了(le)推廣與普及。
5、激光束焊接
激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束焊(han)接(jie)(jie)也經(jing)常(chang)被稱為激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)焊(han)機、鐳射焊(han)機,其下(xia)具體還分熱(re)(re)傳導(dao)焊(han)接(jie)(jie)與(yu)深熔焊(han)。它(ta)是利用(yong)(yong)(yong)了原(yuan)子受激(ji)(ji)輻射的(de)原(yuan)理,使工(gong)作物質受激(ji)(ji)后產(chan)生(sheng)一種單色(se)性高(gao)、方向性強(qiang)以(yi)(yi)及亮度(du)(du)高(gao)的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束。這(zhe)個光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束經(jing)聚焦后可(ke)獲得(de)(de)極高(gao)的(de)能量(liang)密(mi)度(du)(du),可(ke)達(da)(da)1013W/cm2,可(ke)以(yi)(yi)在千(qian)分之幾秒甚(shen)至更短的(de)時間內,將光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)能轉(zhuan)化(hua)(hua)成熱(re)(re)能,溫度(du)(du)可(ke)達(da)(da)萬攝氏(shi)度(du)(du)以(yi)(yi)上,極易(yi)熔化(hua)(hua)和(he)氣化(hua)(hua)各種對激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)有一定(ding)吸收能力的(de)金屬(shu)(shu)和(he)非金屬(shu)(shu)材料(liao)。為此(ci)在工(gong)業生(sheng)產(chan)中,會利用(yong)(yong)(yong)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)進行焊(han)接(jie)(jie)與(yu)切割。目前激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束焊(han)接(jie)(jie)早期主(zhu)要用(yong)(yong)(yong)于(yu)薄壁材料(liao)和(he)低(di)速焊(han)接(jie)(jie),焊(han)接(jie)(jie)過程屬(shu)(shu)于(yu)熱(re)(re)傳導(dao)型,即激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)輻射加(jia)熱(re)(re)工(gong)件(jian)表(biao)面,表(biao)面熱(re)(re)量(liang)通(tong)過熱(re)(re)傳導(dao)向內部擴散,通(tong)過控制(zhi)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)脈(mo)沖的(de)寬度(du)(du)、能量(liang)和(he)峰值功(gong)率、重復(fu)頻率等參數,使工(gong)件(jian)融化(hua)(hua),形成特定(ding)的(de)熔池,一般用(yong)(yong)(yong)于(yu)微(wei)小(xiao)型零件(jian)的(de)精密(mi)焊(han)接(jie)(jie)。后來隨著高(gao)功(gong)率的(de)CO2、YAG(摻釹的(de)釔鋁石(shi)榴石(shi))激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器的(de)出現,獲得(de)(de)以(yi)(yi)小(xiao)孔(kong)效應為理論(lun)基礎的(de)深熔焊(han)接(jie)(jie),在機械、汽車、鋼鐵等領(ling)域也獲得(de)(de)了廣泛應用(yong)(yong)(yong)。
作為高(gao)能量密(mi)度的熔(rong)化(hua)焊(han)(han)(han)(han),與電子束焊(han)(han)(han)(han)相比,激光(guang)束焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)不需要真(zhen)空(kong)系統,也不會產生X射(she)線輻射(she)危害。與一般的焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)相比,激光(guang)束焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)速(su)度快(kuai)、深度大(da)、變形(xing)小,可以(yi)在(zai)真(zhen)空(kong)、空(kong)氣機某種氣體環境(jing)中進行(xing)(xing)(xing)施焊(han)(han)(han)(han),并(bing)能通過(guo)玻璃(li)或(huo)對光(guang)束透明的材(cai)料(liao)進行(xing)(xing)(xing)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie);可以(yi)通過(guo)偏轉棱鏡(jing)或(huo)光(guang)導(dao)纖維引(yin)導(dao)到難以(yi)接(jie)(jie)(jie)近的部位(wei)進行(xing)(xing)(xing)非(fei)接(jie)(jie)(jie)觸遠距離焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie),并(bing)且(qie)容易實現光(guang)束按時間(jian)與空(kong)間(jian)分光(guang),進行(xing)(xing)(xing)多光(guang)束同時加工(gong)及多工(gong)位(wei)加工(gong)。
不(bu)過激(ji)光束(shu)焊(han)接對焊(han)件裝配(pei)的精度以(yi)及光束(shu)定位精度要求很高(gao),而且(qie)激(ji)光器及相(xiang)關系統的成本較高(gao),造成一次(ci)性(xing)投資較大。
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