真空扩散焊 技术要求

真空扩散焊工艺真空扩散焊工艺，听起来是不是很神秘呢？其实啊，就像两个人从陌生到熟悉，然后关系变得特别紧密一样。

这真空扩散焊啊，它是一种挺奇妙的焊接工艺。

它不是像咱们平常看到的那种拿着电焊机，火花四溅的焊接哦。

在真空扩散焊的世界里，是在真空环境下进行的。

这就好比给两个要结合的东西安排了一个特别安静、没有外界干扰的小房间。

为啥要在真空里呢？就像两个人聊天，如果周围乱糟糟的，可能就没办法好好交流深入了解彼此。

材料在焊接的时候也是，外界的空气里有好多杂质，如果在普通环境下，这些杂质就像捣乱的小坏蛋，会影响焊接的质量呢。

那真空扩散焊具体是怎么让材料结合在一起的呢？这得从原子说起。

材料都是由原子组成的，在真空环境下，给材料施加一定的温度和压力。

这时候啊，原子就像一群热情的小蚂蚁，开始慢慢移动起来。

它们会从自己原本的位置，一点点地朝着对面材料的原子那边靠过去。

温度和压力呢，就像是指挥这些小蚂蚁的信号，告诉它们什么时候动，怎么动。

当两边的原子靠得足够近的时候，它们就开始互相交融，就像两种不同颜色的水混合在一起，最后变成了一种均匀的物质。

这时候，两块材料就紧密地结合在一起了，而且这种结合特别牢固，就像两个人成为了生死之交，很难再分开。

我给你说个例子吧。

就好比制作一些高精度的航空零件。

航空零件对质量的要求那可是相当高的。

如果用普通的焊接方法，可能会在零件内部留下一些小缝隙或者缺陷，这就像在盖房子的时候，墙里有了小空洞一样，那房子可就不结实了。

但是真空扩散焊就不一样了。

它能让这些航空零件的各个部分完美地结合在一起，就像一个天衣无缝的艺术品。

这样制造出来的航空零件，在高空中承受巨大压力和复杂环境的时候，就不会轻易出问题。

在进行真空扩散焊的时候，对材料的准备也很有讲究。

材料表面得处理得干干净净的，就像人出门要把脸洗干净一样。

如果材料表面有脏东西，哪怕是一点点小灰尘，那也会影响原子的扩散。

这就好比两个人见面，其中一个人身上脏兮兮的，另一个人可能就不太愿意跟他靠得太近了。

真空钎焊和真空扩散焊的强度
真空钎焊和真空扩散焊都是在真空环境中进行的焊接方法，它
们在不同的应用场景下具有不同的特点和强度表现。

首先，真空钎焊是一种焊接方法，通过在真空环境中使用钎料
来连接两个或多个金属工件。

这种焊接方法通常用于连接薄壁结构
或对焊接接头的要求较高的场合。

真空钎焊的强度受到多种因素的
影响，包括钎料的选择、焊接温度、工件准备等。

一般来说，真空
钎焊可以实现高强度的连接，特别是在连接不同种类金属时，由于
真空环境下几乎没有氧化和污染，因此可以获得较高的强度和良好
的密封性能。

其次，真空扩散焊是一种利用高温下金属原子的扩散来实现焊
接的方法。

在真空环境中，通过加热金属工件，使其表面原子扩散，从而实现金属工件的连接。

真空扩散焊因为可以实现金属工件的全
密封连接，因此在高要求的密封性能场合得到广泛应用。

真空扩散
焊的强度取决于金属原子的扩散程度和焊接温度，一般来说，真空
扩散焊可以实现与母材相近甚至相同的强度，而且焊接接头具有较
好的耐腐蚀性能。

总的来说，真空钎焊和真空扩散焊都可以实现较高强度的焊接接头，但其强度受到多种因素的影响，需要根据具体的焊接条件和要求来进行选择和优化。

在实际应用中，还需要考虑材料的选择、焊接工艺参数的优化等因素，以实现最佳的焊接强度。

6mm 3A21+Q235真空扩散焊焊接工艺扩散焊是指将紧密接触的焊件置于真空或者保护气体中，并在一定温度和压力下保持一段时间，使接触界面间的原子相互扩而实现可靠连接的一种固相的焊接方法。

一、内容编制扩散焊焊接方法的焊接工艺二、任务6mm 3A21+Q235真空扩散焊焊接工艺三、原始资料试件材料 3A21 和 Q235试件尺寸 300mm×100mm×6mm四、设计任务1.母材母材选用3A21铝合金和Q235号钢3A21铝合金为AL-Mn系合金，是应用最广泛的一种防锈铝，这种合金的强度不高，不能热处理强化，故采用冷加工的方法来提高它的力学性能：在退火状态下有很好的塑性，在半冷作硬化时塑性尚好，冷作硬化时塑性低。

耐腐蚀性好，焊接性良好，可切削性能不良，主要用于要求高的可塑性和良好的焊接性。

（见表1）Q235号钢为Q235号碳素钢结构，该钢不经过热处理直接进行使用，可用于各种模磨具把手及其他不重要的磨具零件。

本次原料用钢为6mm板厚3A21+Q235用钢，尺寸为300mm×100mm×6mm2.焊接材料的选择及技术状况（中间层）选用异种金属为3A21+Q235钢，中间层为Cu、Ni。

因为这两种金属能形成无限固溶体，Ni与Fe，Ni与Al能形成连续性固溶体，这样就能防止界面出现Fe-Al金属化合物，提高接头的性能，Cu对钢与铝扩散焊接的接头的强度影响大，下面为该两种异种金属的扩散焊焊接参数。

3.焊前准备焊前需要对工件进行打磨去锈，因为扩散焊是使焊件紧密接触的原理，必须使两工件之间的缝隙做到最小化，因此对两工件的表面粗糙度要求很大。

4.焊接设备本次真空扩散焊焊机的机型为Workhorse II 型真空扩散焊焊机，该设备的特点是采用Leybold系列D40B真空机械泵的全自动真空系统，加热加压冷却采用数字程序控制，能自动调节，有计算机接口，由Honeywell UDC-2000数字指示仪控制过热温度指示，有Honeywell UCD-3000控制柱塞行程，并进行数字显示，下面为该焊机的主要机械构件和性能指标。

6mm 3A21+Q235A真空扩散焊焊接工艺一、题目6mm 3A21+Q235A真空扩散焊焊接工艺试件材料：3A21、Q235A试件尺寸：300×100×6mm二、焊接母材1、3A21⑴化学成分,见表1:⑵物理性能,见表2:表2 3A21的物理性能⑶力学性能,见表3:表3 3A21的力学性能⑷焊接性特点由于3A21属于铝合金材料，所以其具有较活泼的化学性质，因此其在焊接方面具有极容易被氧化，容易产生气孔，热裂纹倾向大但一般不会产生冷裂纹，需用强热源焊接易烧穿和塌陷，易变性，合金元素易蒸发和烧穿等特点。

2、Q235A⑴Q235A的化学成分见表 4表 4 的化学成分⑵Q235的力学性能见表5表5 Q235的力学性能⑶Q235A的焊接性由于低碳钢含碳量低，锰、硅含量也少，所以，通常情况下不会因焊接而产生严重硬化组织或淬火组织。

低碳钢焊后的接头塑性和冲击韧度良好，焊接时，一般不需预热、控制层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施，焊接性优良。

虽然在少数情况下，焊接时也会出现困难，但总的来说，低碳钢是属于焊接性最好、最容易焊接的钢种，所有焊接方法都能适用于低碳钢的焊接。

三、焊接方法本次试验所采用的焊接方法为扩散焊。

1、扩散焊的基本原理扩散焊时，把两个或两个以上的被焊件紧压在一起，置于真空或保护气氛中，加热至母材熔点以下某个温度，然后对其施加压力，使其表面的氧化膜破碎，表面微观凸起处发生塑性变形和高温蠕变而达到紧密接触，激活界面原子之间的扩散，在若干微小区域出现界面间的结合。

再经过一定时间保温，这些区域进一步通过原子相互扩散得以不断扩大，当整个连接界面均匀形成金属键结合时，则完成了扩散焊接过程。

2、3A21+Q235A的扩散焊3A21+Q235A进行扩散焊的主要问题是焊接界面附近易形成Fe-Al金属间化合物，使接头强度下降。

为了获得良好的扩散焊接头性能，可采用增加中间过渡层的方法获得牢固的接头。

真空扩散焊接真空扩散焊接是一种高端的金属焊接技术，它是利用真空环境下的热传导和扩散作用，将两个或多个金属材料进行无缝连接的技术。

真空扩散焊接具有高强度、高密度、低气孔率等优点，广泛应用于航空、航天、电子、医疗器械等领域。

真空扩散焊接的原理是利用真空环境下金属材料之间的热传导和扩散作用，在高温条件下使两个或多个金属材料相互融合。

在这个过程中，由于真空环境下气体分子数量极少，因此可以有效避免氧化反应和其他不良反应的发生，从而保证了焊缝质量。

与其他常见的金属焊接技术相比，如电弧焊、激光焊等，真空扩散焊接具有更高的质量和可靠性。

首先，在真空环境下进行焊接可以有效避免氧化反应和其他不良反应的发生，从而保证了焊缝质量。

其次，在高温条件下进行焊接可以使金属材料更加均匀地融合，从而保证了焊缝的密度和强度。

最后，真空扩散焊接可以实现无缝连接，避免了其他焊接技术可能存在的焊缝裂纹和气孔等问题。

真空扩散焊接的应用非常广泛，特别是在航空、航天、电子、医疗器械等高端领域。

例如，在航空航天领域，真空扩散焊接被广泛应用于飞机发动机叶片、涡轮叶片、涡轮盘等关键部件的制造中。

在电子领域，真空扩散焊接可以用于制造高性能半导体器件和集成电路等。

在医疗器械领域，真空扩散焊接可以用于制造人工关节、假肢等高端医疗设备。

虽然真空扩散焊接具有很多优点，但是它也存在一些局限性和挑战。

首先，真空设备的成本较高，并且需要专业人员进行操作和维护。

其次，在某些情况下，金属材料之间的化学反应可能会影响焊缝质量。

此外，真空扩散焊接需要较长的时间来完成，并且需要对焊接过程进行精确的控制和监测。

总之，真空扩散焊接是一种高端的金属焊接技术，具有高强度、高密度、低气孔率等优点，广泛应用于航空、航天、电子、医疗器械等领域。

虽然它存在一些局限性和挑战，但是随着科技的不断进步和应用领域的不断扩展，真空扩散焊接将会发挥越来越重要的作用。

材料的扩散焊是以“物理纯”表面的主要特性之一为根据，该种表面由于开裂的原子键而具有“结合”能力。

采用真空和其他净化表面的方法之后，就有可能利用上述原子结合力，来连接两个和两个以上的表面，随后表面上产生的扩散过程提高了这一连接的强度。

扩散焊接要求有一足够的挤压力，以便使焊接表面之间的距离缩短到原子之间力的相互作用半径。

连接某一材料所需的压力应足以消除工件表面微观的不平度。

在真空中，高于再结晶温度时只施加不大的压力，就足以使相接触的焊件接合如果连接区域扩散开，并具有体积特性时，则就获得了连接的可靠性和强度。

真空扩散焊时真空度只达到5×10-4乇，被焊零件周围气氛的最低纯度为99.999987％时已能获得良好的结果。

用这种焊接方法，可以连接具有不同硬度、强度、相互润湿的各种材料，其中包括异种金属、陶瓷、金属陶瓷，这些材料用熔化焊接方法焊接都不能得到良好效果。

例如，在生产中，首次实现了下述材料之间的高质量连接：陶瓷和可伐合金、铜、钛、玻璃和可伐合金；黄金和青铜；铂和钛；银和不锈讽钢；铌和陶瓷、钥；钢和铸铁、铝、钨、钛、金屑陶瓷、锡；铜和铝、钛；青铜和各种金属等等。

这还远不是真空扩散焊所能够焊接材料的全部。

机械制造、拖拉机、工具、电子学、航空工业、仪表、造船、食品机械制造以及其他部门已应用这一新方法来制造电真空器件、工具、制动器、水力机械的部件、双金属的各种零件、甚至家用复合底锅（焊接后无需表面处理）等等。

经检验后证明：真空扩散焊的焊接接头的机械强度、热稳定性、密封性、耐腐蚀性和弹都能满足重要构件的技术要求。

尤为突出的是：扩散焊接的工件的尺寸可以从几微米到几米。

因此真空扩散焊接具有良好的经济效果。

真空扩散焊接的方法和设备已在英国、法国、H本、美国、比利时、瑞士等国家中得到承认并获专利。

真空扩散焊接机一般采用钨、钼、感应器等为加热源，且有热压特性，国内企业如上海晨华电炉公司己生产此类产品，经用户使用能满足扩散焊接的要求。

注塑模具钢的焊接技术之二真空扩散焊一、真空扩散焊接的定义：真空扩散焊接是在一定的真空度条件下，将两个平整光洁的焊接表面加热到一定的温度，在不加任何焊料或中间金属的情况下，在一定的温度和压力的同时作用下，发生微观塑性流变后相互紧密接触，利用焊件接触表面的电子、原子或分子互相扩散转移，并且形成离子键、金属键或者共价键，再经一段时间保温，使焊接区的成分和组织均匀化，达到完全的冶金焊过程。

二、真空扩散焊接的特点：1.焊接过程是在完全没有液相或仅有极小过渡相参加下，形成接头后再经过扩散处理的过程。

使其成分和组织完全与基体一致，接头内不残留任何铸态组织，原始界面完全消失。

因此，能保持原有基金属的物理、化学、力学性能。

不生成气孔、宏观裂纹等熔焊时的缺陷。

2.可以实现难焊材料的焊接。

对于塑性差或熔点高的同种材料、互相不溶解或在熔焊时会产生脆性金属间化合物的异种材料，和弥散强化的高温合金、纤维强化的硼-铝合金材料，金属基复合材料和多孔性烧结材料等。

扩散焊接是可靠的焊接方法之一。

特别适用焊接用一般焊接方法难以实现焊接、或虽可焊接但性能和结构在焊接过程中容易受到严重破坏的材料。

如纤维强化的硼—铝复合材料等。

3.可焊接结构复杂以及厚薄相差很大的工件。

4.同种材料接合时，可获得与母材性能相同的接头，几乎不存在残余应力。

5.加热均匀，焊件不变形，精度高，精密接合，使工件保持较高精度的几何尺寸和形状。

6.可以进行大面积板及圆柱的焊。

7.采用中间层可减少残余应力。

真空扩散焊的缺点：无法进行连续式批量生产；时间长，成本高；接合表面要求严格；设备一次性投资较大，且焊工件的尺寸受到设备的限制。

三、真空扩散焊的设备组成：1）真空系统：包括真空室、机械泵、扩散泵、管路、切换阀门和真空计组成。

真空室的大小应根据焊接工件的尺寸确定，对于确定的机械泵和扩散泵，真空室越大，抽到10-3Pa 所需的时间就越长。

一般情况下，机械泵能达到的真空度为10-1Pa，扩散泵可以达到10-3Pa～10-5Pa 真空度。