铝合金真空钎焊技术的发展
文章通过对铝合金真空钎焊技术的发展历程还有其当前的难点及以后的研究方向做了简述，目前，大部分国外对铝合金钎焊技术的研究主要在Cu，Mg 和Ce等领域，尤其是在它的钎料体系的构成及钎焊工艺的方面上，最终达到提高润湿性和改善钎焊性能的目的。所以通过介绍当前铝合金真空钎焊发展的状况以及铝金真空钎焊的原理和材料等，并进一步地指明铝合金真空钎焊的发展方向。
标签：铝合金；钎焊性能；钎焊工艺；真空钎焊
由于铝合金拥有重量轻、耐腐蚀性好、导热导电性性能佳的优点，使其应用于各个部门，并且用量逐年增加，它常常出现在航空航天、建筑及汽车船舶等领域，所以一直是人们公认的制作热交换器以及一些复杂构件的结构材料。它之所以如此重要，主要是采用不需钎剂的真空钎焊工艺，所谓真空焊接工艺就是无需焊前和焊后的复杂清理工作，生产率高，操作简化，并且还融合环境保护的理念，势必会在以后得到更广泛的应用。
1 铝合金真空钎焊技术的概述
1.1 铝合金真空钎焊用钎料
铝合金这一系列的材料无论在钎焊性、强度和母材色泽一致性、镀覆性和抗腐蚀性都极佳，尤其是在做了变质处理后，大大增加了钎焊接头的韧性和抗弯强度，在生产中这成了常用的标准材料，它适用于多种熔点相对较高的铝合金，但是要记住不能使用于沸点低的元素，不然就会对真空钎焊炉造成极大的污染。目前大多数的数据表明，钎焊复合板在结构母体金属上单面或双面包覆一层钎焊合金，因为这种复合板使用起来更方便，能够应用的领域也更广。如果能够做到进一步的降低熔点，该体系的钎料将有很好的应用前景。目前真正具有一定耐腐蚀性和较好力学性能的钎料合金，还没有达到适合工业生产的要求。所以在选择材料时一定要选择钎料流动性好铺展性极佳的材料，同时要具有抗腐蚀性能。
1.2 真空铝钎焊设备
随着真空钎焊技术的发展，一些航空航天的精密构件钎焊时对加热速率、钎焊温度、钎焊时间都提出了更为严格的要求。真空钎焊设备主要由真空炉和真空系统组成的，这种技术对真空设备要求很高，需要足够的升温速率和极大的抽速，并且还要有先进、可靠的电气控制系统来进行保护，同时还需要满足强制冷却的机能，保证材料的热处理和缩短钎焊周期。普通的容器抽真空后送入炉中加热钎焊，由于没有加热元件和隔热材料，就会在操作上比较复杂，所以可同时进行抽真空与加热升温，钎焊后退出炉外空冷，可以达到缩短生产周期的效果，由于炉子使用温度不同，就需要采用不同的反射屏材料，目的就是为了防止热量向外辐射，这样就可以提高加热效率。目前半连续炉应用广泛，它可以大大改善铝合金
真空钎焊的质量。现在国内使用的真空炉许多都比较陈旧，所以就需要从国外引进先进的设备，从而促进我国铝合金真空钎焊技术的发展。
1.3 铝合金真空钎焊工艺
针对铝合金的真空钎焊工艺，由于是在普通的加热炉中进行，因此可根据生产成本及焊件的尺寸形状等因素选择真空炉，并在钎焊前仔细清洗焊件，为了更好的去除热处理时生成的厚氧化膜，还要对其进行酸洗。因为铝合金固相线和钎焊温度差异往往不大，就会使工件较薄的部分易过热，会导致表面熔化，为了防止这一现象的出现，可以将较大的工件预热，保证焊件温度在达到钎焊温度前均匀受热，目前国内一些研究单位常采用局部屏蔽的补充工艺措施，可以更好地达到预热的效果。在真空钎焊时最难的也是最关键的工艺参数就是真空度，所以对真空设备的泄露率要求就很低，一般情况下，在加热炉打开时，吸收了常温空气中的水气，会使下次钎焊升温前的抽真空时间延长。如钎焊设备较长时间未使用，需要让真空设备空炉运行数小時再使用，特别是在生产量集中时，两次使用的时间间隔应尽可能短，确保较快地达到所需要求，最终实现高效的生产，此外还要彻底清理钎焊铝合金零件表面，控制好温度，在保证焊透的情况下尽可能缩短时间。
2 铝合金真空钎焊技术过去及未来发展
2.1 铝合金真空钎焊的原理
由于铝合金表面有一层致密且十分稳定的氧化膜，所以就成了熔化钎料润湿母材的主要障碍，而只是依靠简单的真空条件很难去除氧化膜，所以某些金属的活化作用就派上了用场。早些时候有人认为通过镁的活化剂的作用而实现去膜的目的，在这一机理中镁起的作用是极大的，体现出镁能够有益于真空钎焊方面，主要是通过破坏表面氧化膜与母材相结合，从而使熔化的钎料得以润湿母材，并且在膜下母材上铺展，达到让表面膜浮起而去除的效果，这种技术虽然已经应用很广泛，但在实际的生产中，还会出现许多报废钎焊接头。由于铝合金真空钎焊对参数的细微变化很敏感，不同厂家预制的钎焊合金包覆层尽管成分都在规定内，也会发生钎焊接头明显不同的现象，这就需要在实际生活中讲究经验的积累。
2.2 铝合金真空钎焊的早期发展
真空焊接技术就是指在真空的条件下，不用通过钎剂而进行钎焊的方法，它和传统的方法相比，有着改善接头质量降低废品率的特点，具有优良的环保节能的优势，在国外的一些发达国家，很早就将真空钎焊技术用于焊接，并且运用于航空等领域；在日本，大概五十年代的时候就对不锈钢等高熔点材料的真空钎焊进行研究，直到七十年代开始，铝合金的真空钎焊研究才在各国真正的发展起来，随着技术的不断进步，在美国和英国等老牌资产阶级的国家，对于该项技术已经到了能形成高质量批量生产的水平了，但就我国来讲，真空钎焊技术起步较晚，并且刚起步的时候主要运用于电子器材、火箭发动机和航空的领域，目前来讲，随着这些领域的快速发展，高焊接质量及结构复杂的产品已经成了共同的技术追
求。
2.3 铝合金真空钎焊存在的问题及今后发展方向
真空钎焊为铝合金的加工装配开辟了全新局面，这会成为铝合金行业发展的巨大动力，在这个技术发展的同时，也出现了不同的问题，比如说生产成本相对较高，设备复杂，以及维修难度大等情况，并且在实际的生产中还出现了由于元素的蒸汽沉积在炉膛隔热屏及真空系统中，导致了设备的工作性能受到阻碍，从而影响了钎焊产品的质量，并且这种技术是靠辐射加热，难免会出现速度慢、均匀性差的情况，再加上目前已有的铝钎料与多数铝合金的固相线较为接近，使得钎焊时温度及保温时间很难做到精准的控制。
3 结束语
我国铝合金真空钎焊技术还处在初步阶段，和其他发达国家相比还有很大差距，对于一些特殊的铝合金钎焊工艺还需要认真的研究，由于真空钎焊为铝合金的加工装配开辟了一条全新的道路，所以说一定要对目前出现的问题进行研究，比如说针对目前生产成本相对较高并且维修技术难度较大等困难，务必要研制熔点较低，具有一定机械性能和抗腐蚀性能的低熔点钎料来解决这一难题，从而让铝合金真空钎焊技术更好地在我国发展。
参考文献
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