非金属材料焊接教案陶瓷.docx

《非金属材料焊接教案陶瓷.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《非金属材料焊接教案陶瓷.docx（24页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1、陶瓷扩散连接的主要问题第三章陶瓷的焊接第一节陶瓷材料的扩散连接可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（1）界面存在很大的热应力：陶瓷与金属的线膨胀系数差别很大，在扩散连接或使用过程中，加热和冷却时必定产生热应力。（2）简洁生成脆性化合物：在陶瓷与金属的物理化学性能差别很大，连接时除存在着键型转换以外，仍简洁发生各种化学反应，在界面生成各种碳化物、氮化物、硅化物、氧化物以及多元化合物。3）界面化合物很难进行定量分析：在确定界面化合物时，由于一些氢

2、元素（C、N、B）的定量分析误差较大，需制备多种标准试件进行标定。（4）缺少数值模拟的基本数据：由于陶瓷和金属钎焊及扩散连接时，界面简洁显现多层化合物，这些化合物很薄，对接头性能影响很大。在进行反应相成长规律、应力分布等运算模拟时，由于缺少这些相的数据，给模拟运算带来很大困难。2、SiC 陶瓷的扩散连接（1）采纳 Ti 中间层扩散连接SiC 陶瓷反应初期：界面生成 TiC 和 Ti5Si3C 反应中期：由于 Si 和 C元素在 SiC/Ti5Si3Cx 集合，形成 Ti3SiC2 相，界面排列 SiC/Ti3SiC2/Ti5Si3Cx+ TiC/TiC/Ti 反应后期： Ti 全部参加反应，界

3、面由 Ti3SiC2/TiSi2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页，共 12 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -（2）采纳 Nb中间层扩散连接SiC 陶瓷在 1116K30min 的扩散连接条件下，界面反应物明显的分为2 层， SiC 侧的反应层比较厚，界面整齐，而靠近Nb侧的反应层厚度不匀称。（3）SiC和TiAl 的扩散连接在连接温度 T=1573K、连接时间 t=1.8ks 的条

4、件下，当连接压力较小时，接头强度较低。随着连接压力的增大，接头强度逐步提高。当连接压力达到p=25MPa时，接头强度达到最大值。3. AL2O3陶瓷与金属的扩散连接（1）采纳金属中间层扩散连接AL2O3陶瓷（2） AL2O3陶瓷与 Al 的扩散连接由于AL2O3陶瓷和 Al 的熔点相差太大， 因此采纳共晶烧结 Cu工艺将AL2O3陶瓷表面预先金属化，然后进行扩散连接。（3） AL2O3陶瓷与 Pt 的连接AL2O3陶瓷与 Pt 直接扩散连接时，除了连接温度对接头性能有影响以外，连接压力也对接头性能产生影响。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - -

5、- - - - -第 2 页，共 12 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -4. 扩散连接工艺参数的挑选扩散连接参数主要有温度、压力、时间、气氛环境和试件的表面状态，这些因素之间相互影响、相互制约，在挑选焊接参数时应综合考虑。（1）、连接温度连接温度 T越高，扩散系数越大，金属的塑性变形才能越好，连接表面达到紧密接触所需的压力越小。（2）、扩散连接时间扩散连接时间 t 也称保温时间，主要打算原子扩散和界面反应的程度，同时也对所连接金属的蠕变产生影响。从提高生产率考虑，

6、连接时间越短越好。如缩短连接时间， 必需相应提高温度和压力。（3）、连接压力扩散连接时单位面积上的压力P主要为促使连接表面产生塑性变形及达到紧密接触状态，使界面区原于激活，加速扩散与界面孔洞的弥合及消逝，防止扩散孔洞的产生。压力越太，温度越高，紧密接触的面积也越多。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页，共 12 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -（4）、环境气氛扩散连接一般在真空、不活性

7、气体Ar 、N2或大气气氛环境下进行。一般来说，真空扩散连接的接头强度高于在不活性气体和空气中连接的接头强度。（5）、表面状态扩散连接材料的表面应光滑平整，一般应先进行机械加工， 然后去除加工表面的油、锈及表面氧化物。a 表面粗糙度的影响几乎全部的焊接件都需要由机械加工制成，不同的机械加工方法，获得的粗糙等级不同。b 表面清理待连接零件在扩散连接前的加工和存放过程中，被连接表面不行防止的势成氧化物、疆盖着油脂和灰尘等。在连接前需经过脱脂、去除氧化物及气体处理等工艺过程。6 、中间层的挑选扩散连接时，中间层材料特别主要，除了能够无限互溶的材料以外。异种材料、陶瓷、金属间化合物等材料多采纳中间夹层

8、来进行扩散连接。中间层的作用1）改善表面接触，削减扩散连接时的压力2）可以抑制夹杂物的形成，促使其破裂或分解。3）改善冶金反应，防止或削减形成脆性金属间化合物和有害的共晶组织。4）可以降低连接温度，削减扩散连接时间。中间层的挑选1) 简洁塑性变形，熔点比母材低。2) 物理化学性能与母材的差异比被连接材料之间的差异小。3) 不与母材产生不良的冶金反应，如不产生脆性相或不期望显现的共晶相。4) 不引起接头的电化学腐蚀。中间层可采纳多种方式添加，如薄金属垫片、非晶态箔片、粉末 对难以制成薄片的脆性材料 和表面镀膜 如蒸镀、 PVD、电镀、离子镀、化学镀、喷镀、离子注人等 。其次节高纯氧化铝陶瓷材料的

9、焊接1、氧化铝陶瓷焊接及应用氧化铝陶瓷因其在高频下具有良好的电器性能, 其介质损耗小 , 比体积电阻大 , 强度高, 热膨胀系数小 , 且制造成本低廉 , 现已成为电真空器件中的主要输能窗材料。氧化铝 Al2O3 材料又分为蓝宝石和氧化铝陶瓷。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页，共 12 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -蓝宝石具有显著的荧光发射性和相对小的微波透过功率, 可加工性及力

10、学性能较差,其应用受到了肯定的限制。常规的 95%Al2O3陶瓷由于介电损耗较大 , 难以满意微波管朝大功率、宽频带、小型化、高频率方向的进展要求。高纯氧化铝陶瓷材料是目前大功率、高频微波器件输能窗用抱负材料。微波管中输能窗的作用是保持管内真空、透过微波, 因此要求输能窗用介质材料除了具有优良的介电、热学、力学性能外 , 仍应具有良好的与金属化的焊接性能。2、Ti2Ag2Cu活性金属法可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3、Mo2M高n温金属化法可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4、氧化物焊料法 玻璃焊料法 1 高纯氧化铝陶瓷的焊接性能较好, 适应性较强 , 其焊接工

11、艺可以采纳目前较为成熟的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页，共 12 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -95%Al2O3陶瓷焊接工艺。 2Mo2Mn高温金属化法焊接高纯氧化铝陶瓷的机理与95%Al2O3陶瓷的机理不同 , 金属化层中的玻璃相在高纯氧化铝中的迁移量很少。3 高纯氧化铝陶瓷比一般的95%Al2O3陶瓷更相宜用氧化物焊料法焊接。第三节陶瓷材料与金属的焊接状随着现代工业的进展，

12、现有的金属材料在耐高温、耐腐蚀、耐磨损等方面的性能已不能满意日趋提高的要求。陶瓷材料, 特殊是具有熔点高、高温强度高、硬度高、高温蠕变小、抗氧化、耐腐蚀、耐磨损、弹性模量高以及热膨胀系数小等优良性能和特点的先进结构陶瓷材料在工程结构领域具有宽阔的应用前景。但是作为结构材料，陶瓷由于其化学键的特点 , 具有脆性大、 强度分散和加工困难三个固有的缺点, 这些缺点导致其抗冷热冲击才能差、难以制成尺寸大、外形复杂的构件, 从而也限制了其应用范畴。将陶 瓷与金属连接起来制成复合构件, 充分发挥两种材料的性能优点, 补偿各自的不足 , 对于改善结构件内部应力分布状态、降低制造成本、拓宽陶瓷材料的应用范畴具

13、有特殊重要的意义。解决这一问题的最好方法就是采纳连接技术制造陶瓷与金属的复合构件，从而发挥陶瓷与金属各自的优良性能。因此对金属与陶瓷材料焊接进行讨论并获得兼具金属及复合陶瓷优越性的复合构件具有重要的意义。1 陶瓷与金属焊接的主要困难陶瓷是金属和非金属元素的固体化合物, 它与金属有相像之处 ,也有晶粒集合体 ,也有晶粒和晶界。但它与金属有本质上的不同, 它不含大量自由电子 , 而是以离子键、共价键或两者的混合键结合在一起, 稳固性很高 6 。陶瓷与金属的焊接上主要表形在：陶瓷和金属的键型不同，连接时存在键型的转换和匹配问题，难以实现良好的冶金连接。陶瓷与金属的热胀差异很大， 连接后简洁产生很大的

14、残余应力， 难以获得高强度接头。陶瓷的热导率低，导电性差，抗热冲击才能弱，润湿性不好，这给连接工艺的确定带来了很大的困难 .2 陶瓷与金属的连接方法常用的陶瓷与金属的连接方法有3 种：焊接连接、机械连接和粘接连接。焊接连接 的特点是连接界面为扩散、物理力、化学键作用, 接头强度高 , 有肯定的气密性 , 耐高温 ,牢靠性较高 , 但其工艺成本高 , 接头存在内应力。机械连接界面为机械力作用, 接头无气密性,易产生应力集中。粘接连接界面为物理力、化学键作用。机械连接和化学连接工艺的使用范畴很有限, 这两种工艺联合使用虽可以进一步增加接头强度并获得气密性接头, 但使用条件也较有限。一但考虑复杂受载

15、条件、较高使用温度及牢靠性因素时, 就只能挑选陶瓷与金属的焊接连接工艺。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页，共 12 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -由于陶瓷和金属是两类性质不同的材料, 相互结合时在界面上存在着化学及物理性能的差异,特殊是化学键差异较大 , 常规的焊接方法不简洁实现有效连接。陶瓷/ 金属焊接讨论进展到今日, 已经有很多连接方法 , 主要有 :(1) 熔焊。 2 钎焊

16、。 3 扩散焊。 4 陶瓷部分瞬时液相连接。5 自扩散高温合成焊接等焊接方法。(1) 熔焊熔焊主要是激光熔焊和电子束焊，采纳这两种连接方法虽然速度快, 效率高 , 可以制造高温下稳固的连接接头, 但是为了降低连接应力, 防止裂纹的产生必需采纳帮助热源 进行预热和缓冷 , 而且工艺参数难以掌握1 。能够制造高温下稳固的连接接头, 但难于形成面 - 面连接 , 且设备投资昂贵。(2) 钎焊钎焊是利用陶瓷 - 金属母材之间的钎料在高温下熔化, 其中的活性组元与陶瓷发生化学反应 , 形成稳固的反应梯度层, 从而将两种材料结合在一起。陶瓷- 金属钎焊的方法一般分为间接钎焊和直接钎焊两类。间接钎焊法又叫两

17、步法， 是先在陶瓷表面预金属化, 然后再进行钎焊 , 关键是陶瓷表面的预金属化。直接钎焊法，即一步法，它是在钎料中加入一些Ti 、Zr等活性元素将金属与陶瓷直接钎焊起来，也叫活性钎料法。两步法钎焊在电子工业中得到广泛应用, 但其工序较多 , 工艺较复杂 , 成本高。而一步法钎焊工艺简洁。 成本低 , 在结构件制作中应用较广。 活性金属钎焊接头质量较好,牢靠性较高，易于实现规模化生产,工艺流程易于操作与掌握，工艺的主要难点在于钎料 配制及减小界面应力。(3) 扩散焊扩散焊是固相扩散焊连接，固相扩散焊是在肯定压力和温度下, 陶瓷与金属紧密接触 接触距离达到几埃到几十埃以内, 通过复原、再结晶及晶界

18、变化在界面处形成金属键或化学键 , 从而形成坚固结合的接头。固相扩散连接依据被连接母材之间是否插入中间层金属 , 可以分为直接连接和间接连接。固相扩散连接中界面的结合是靠塑性变形、扩散和蠕变机制实现的 , 其连接温度较高 , 陶瓷/ 金属固相扩散连接通常为金属熔点的0.9 倍, 两种材料热膨胀系数和弹性模量不匹配, 易在界面邻近而产生高的残余应力, 一般很难实现陶瓷与金属的直接扩散连接。因此在进行陶瓷 / 金属连接时 , 一般都采纳在陶瓷和金属之间插入中间层金属的间接固相扩散连接方法。采纳中间层的主要目的是减缓因陶瓷与金属的热胀差异而引起的热应力，同时也可起到抑制或转变界面生成物的作用。扩散焊

19、具有如下特点：接头质量稳固 ,焊缝中不存在熔化焊缺陷,不存在过热组织热影响区。可以一次焊接多个接头 ,效率较高。可焊接较大截面接头。 可考虑增加中间层 ,对陶瓷材料无须表面金属化。(4) 扩散焊部分瞬时液相连接具有液相和固相连接的优点。由于液态金属的存在, 使被连接表可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页，共 12 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -面的加工要求不必太苛刻。 通过中间层的合

20、理设计 , 可以使液态金属数量少 , 而且在需要的部位产生 , 而后低熔点金属扩散进入高熔点材料并与之反应, 使液相消逝 , 形成的合金或中间层的性质取决于高熔点核心材料的物理性质, 假如需要仍可以在高温下不加压进 行退火 , 通过互扩散而使产物匀称化。由于有液相参加 , 加速了连接过程 ,降低了对连接表面加工精度的要求,能有效的排除固相连接中难以完全排除的界面空洞,为陶瓷 / 金属的连接开创了一个新途径。(5) 自扩散高温合成 SHS焊接SHS连接是在陶瓷和金属之间预置高温焊料, 点燃焊料产生短时间高温燃烧, 以 SHS反应放出的热为高温热源, 以 SHS产物为焊料 , 使陶瓷 - 金属界面

21、快速融合 , 并快冷形成坚固的连接。SHS连接可以直接便利的合胜利能梯度材料,SHS 连接中也可以使用粉末梯度 材料, 即一端和陶瓷亲和 , 另一端和金属亲和 ,其成分逐步过渡。 SHS连接料的配方、压 力、气氛等均易于掌握 , 反应时间短 一般为几秒 , 能显著节省能源及加工时间。但也由于反应速度太快 , 给连接熔池的掌握带来很多困难。假如讨论中燃烧时间成为可控因素, 那么 SHS连接中 , 连接件品质就会大幅度提高,就会使 SHS连接技术趋于成熟被广泛应 用于结构的连接中。3 陶瓷与金属焊接技术的应用陶瓷与金属连接技术的应用越来越多, 广泛的应用于刀具制造及电子工业。陶瓷刀头与钢刀杆的焊接

22、 , 使用银基或铜基钎料。当钎料中不含钛时 , 焊前需对陶瓷预金属化 , 再在陶瓷刀头与钢刀杆之间加一块铜片以减小应力 , 最终利用钎料将陶瓷刀头、中间铜片 应力减缓层 及钢刀杆焊在一起。电子工业中 , 广泛使用氧化铝与金属的焊接, 生产各种半导体器件。在热机制造中陶瓷与金属的焊接也很普遍。一是内燃机阀 ,该部件使用全金属件时, 由于阀杆的端面部分在高温下工作,因而烧损很快。现采纳金属 -陶瓷复合材料结构 ,在阀杆端面的高温部分镶上Si3N4 块, 用扩散焊使阀杆端面与Si3N4 镶块连接起来 , 其抗烧损力提高1015 倍, 大大延长了内燃机阀的使用寿命。二是燃油喷嘴 , 其内锥面要承担高温

23、燃油的冲刷 , 工作条件特别恶劣 , 极易损坏 , 从而使整个燃油嘴不能正常工作。在内锥面镶上一块 SiC, 用扩散焊将 SiC 与燃油喷嘴金属基体连接起来 , 可使整个部件的寿命提高几十倍。三是将氮化硅陶瓷透平转子与钢轴用钎焊法连接起来。随着陶瓷材料的大规模讨论开发, 陶瓷与陶瓷或陶瓷与金属的连接技术也越来越引起人们的关注。实现陶瓷与金属的有效连接可进一步扩大陶瓷的应用范畴。但由于陶瓷和金属是两类性质不同的材料, 相互结合时在界面上存在着化学及物理性能的差异,特殊是化学键差异较大 , 采纳常规的焊接方法不能实现有效连接。因此, 陶瓷- 金属的连接成为近几年来异种材料连接讨论的重点。常用的陶瓷

24、 2金属的连接方法有 3种: 焊接连接、机械连接和粘接连接。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 8 页，共 12 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -焊接连接的特点是连接界面为扩散、物理力、化学键作用, 接头强度高 ,有肯定的气密性 , 耐高温 , 牢靠性较高 , 但其工艺成本高 , 接头存在内应力。机械连接界面为机械力作用, 接头无气密性 , 易产生应力集中。粘接连接界面为物理力、 化学键作用

25、。机械连接和化学连接工艺的使用范畴很有限, 这两种工艺联合使用虽可以进一步增加接头强度并获得气密性接头, 但使用条件也较有限。一但考虑复杂受载条件、较高使用温度及牢靠性因素时, 就只能挑选陶瓷 - 金属的焊接连接工艺。第四节 ， 基金属陶瓷的焊接 ， 基金属陶瓷是一种颗粒型复合材料，是在基金属陶瓷的基础上进展起来的新型金属陶瓷。， 基金属陶瓷在相同硬度时耐磨性高于/ 硬质合金， 而其密度却只有硬质合金的1/2。 ，基金属陶瓷刀具填补了基硬质合金和 23 陶瓷刀具材料之间的空白。 我国金属钴资源较为贫乏， 而作为一种战略性珍贵金属，近年来钴的价格连续上扬，因此， 基金属陶瓷刀具材料的研制开发和广

26、泛应用，可推动我国硬质合金材料的升级换代，在提高国家资源保证程度方面也具有重要的意义。（一）、 ， 基金属陶瓷的性能特点如下： 1高硬度，一般可达9193.5，即达到非金属陶瓷刀具硬度水平。 2有很高的耐磨性和抱负的抗月牙洼磨损才能，在高速切削钢料时磨损率极低，其耐磨性可比基硬质合金高34 倍。3有较高的抗氧化才能，一般硬质合金月牙洼磨损开头产生温度为850 900，而 ， 基金属陶瓷为 11001200，高出 200 300。氧化形成的 2 有润滑作用，所以氧化程度较基合金低约10%。4有较高的耐热性， ， 基金属陶瓷的高温硬度、高温强度与高温耐磨性都比较好， 在 1100 1300高温下尚

27、能进行切削。 一般切削速度可比基硬质合金高2 3 倍，可达 200 400/。5化学稳固好， ， 基金属陶瓷刀具切削时，在刀具与切屑、工件接触面上会形成 2 3、镍钼酸盐和氧化钛薄膜，它们都可以作为干润滑剂来削减摩擦。 ， 基合金与钢不易产生粘结，在700900时也未发觉粘结情形，即不易产生可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 9 页，共 12 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -积屑瘤，加工表面

28、粗糙度值较低。（二）、 ， 基金属陶瓷与金属焊接的技术方法切削加工刀具的刀片与刀杆的连接方式有两种：焊接式和机夹式。刀具的刀片和刀杆连接的好坏直接影响刀具的使用寿命。 选用焊接式连接刀片和刀杆时，刀具耐用度高。选用机夹式时，刀具耐用度低。由于 ， 基金属陶瓷属于脆性材料，熔点比金属高，其线膨胀系数与金属相差较大，使得刀片与刀杆焊后接头中的残余应力很高，加之与金属的相容性较差，使得金属陶瓷与金属的焊接性较差，一般焊接方法和工艺很难获得中意的焊接接头，目前，采纳钎焊和扩散焊对金属陶瓷与金属进行连接已获得胜利。1、熔化焊熔化焊是应用最广泛的焊接方法，该方法利用肯定的热源，使连接部位局部熔化成液体，然

29、后再冷却结晶成一体。焊接热源有电弧、激光束和电子束等。目前，基金属陶瓷熔化焊主要存在以下两个问题有待解决：一是随着熔化温度的上升， 流淌性降低， 有可能促进基体和增强相之间化学反应界面反应 的发生，降低了焊接接头的强度。另一问题是缺乏特的研制的金属陶瓷熔化焊填充材料。（1）电弧焊电弧焊是熔化焊中目前应用最广泛的一种焊接方法。其优点是应用敏捷、便利、适用性强，而且设备简洁。但该方法对陶瓷与金属进行焊接时极易引起基体和增强相之间的化学反应 界面反应 。由于 ， 基金属陶瓷具有导电性，可以直接焊接，对 ， 基金属陶瓷与金属电弧焊的试验讨论说明是可行的，但需要解决诸如界面反应、焊接缺陷 裂纹等 和焊接

30、接头强度低等问题。（2）激光焊激光焊是特殊及难焊材料焊接的一种重要焊接方法。由于激光束的能量密度大，因 此激光焊具有熔深大、熔宽小、焊接热影响区小、降低焊件焊接后的残余应力和变形小 的特点，能够制造高温下稳固的连接接头，可以对产品的焊接质量进行精确掌握。双激 光束焊接方法用两束激光工作，一束激光承担工件的预热，另一束激光用于焊接。用这 种双激光束焊接方法可以实现各种几何体的连接，并且不会降低原材料的强度和高温性能，焊接时间仅需数分钟。该方法可有效防止焊接过程中热影响区裂纹的产生，适用于 ， 基金属陶瓷与金属的焊接，但工装夹具、协作精度及焊前预备工作要求较高，设备投资昂贵，运行成本较高。（3）电

31、子束焊电子束焊是一种利用高能密度的电子束轰击焊件使其局部加热和熔化而焊接起来的方法。真空电子束焊是金属陶瓷与金属焊接的有效焊接方法，它具有很多优点，由于是在真空条件下， 能防止空气中的氧、 氮等的污染。 电子束经聚焦能形成很细小的直径，可小到 0.11.0的范畴，其功率密度可提高到107109 / 2。具有加热面积小、焊缝熔宽小、熔深大、焊接热影响区小等优点。缺点是设备复杂，对焊接工艺要求较严，生产成本较高。2、钎焊可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 10 页，共 12 页 - - - - - - - - - -可编辑资

32、料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -钎焊是把材料加热到适当的温度，同时应用钎料而使材料产生结合的一种焊接方法。钎焊方法通常按热源或加热方法来分类。目前具有工业应用价值的钎焊方法有：1火焰钎焊。 2炉中钎焊。 3感应钎焊。 4电阻钎焊。 5浸渍钎焊。 6红外线钎焊。钎焊是 ， 基金属陶瓷与金属连接的一种主要焊接方法，钎焊接头的质量主要取决于选用合适的钎料和钎焊工艺。对 ， 基金属陶瓷与 45 号钢采纳铜基、银基钎料分别进行了火焰钎焊。以62 为钎料的接头的平均剪切强度为37，以 10为钎料的接头的剪切强度达114，以为

33、钎料的 接头的平均剪切强度49。采纳钎料实现了基金属陶瓷与铸铁 的钎焊连接。、合金，直接用来钎焊陶瓷与金属，其接头的工作温度比用银铜钎料钎焊的要高得多。3 压焊压焊时基体金属通常并不熔化， 焊接温度低于金属的熔点， 有的也加热至熔化状态， 仍以固相结合而形成接头，所以可以削减高温对母材的有害影响，提高金属陶瓷与金属的焊接质量。（1）扩散焊扩散焊是指在相互接触的表面，在高温压力的作用下，被连接表面相互靠近，局部发生塑性变形，经肯定时间后结合层原子间相互扩散而形成整体的牢靠连接过程。扩散焊包括没有中间层的扩散焊和有中间层的扩散焊，有中间层的扩散焊是普遍采纳的方 法。使用中间层合金可以降低焊接温度和

34、压力，降低焊接接头中的总应力水平，从而改 善接头的强度性能。 对金属陶瓷刀刃与40刀体的高温真空扩散焊接， 两种材料焊合相当好，再对40进行调质处理，界面具有相当高的强度，焊接界面的抗拉强度达650， 剪切强度达到 550。扩散焊主要的不足是扩散温度高、时间长且在真空下连接、设备昂贵、成本高。（2）摩擦焊摩擦焊是在轴向压力与扭矩作用下，利用焊接接触端面之间的相对运动及塑性流淌所产生的摩擦热及塑性变形热，使接触面及其近区达到粘塑性状态并产生适当的宏观塑性变形，然后快速顶锻而完成焊接的一种压焊方法。摩擦焊广泛用于同类和异种金属的 连接，不同类材料陶瓷与金属连接的摩擦焊尚属起步阶段。（3）超声波焊超

35、声波焊是通过超声波振动和加压实现常温下金属与陶瓷接合的一种有效方法。用此方法焊接铝与各类陶瓷均获得胜利，而且接合时间仅需几秒钟。由于此方法的接合能是利用超声波振动，结合面不需要进行表面处理，设备较简洁，缩短了焊接时间，其成本比钎焊法大幅度降低。该方法应用于金属陶瓷与金属的焊接仍有待于进一步讨论。4 中性原子束照耀法中性原子束照耀法利用中性原子束照耀金属与陶瓷的接合面，使接合面的原子“活化”。物质清洁的表面具有极佳的活性，然而物质表面往往沾有污物或掩盖着一层极薄的氧化膜， 使其活性降低。 该方法主要是对接合面照耀氩等惰性气体的10001800 的低能原子束，从表面除去20左右的薄层，使表面活化，

36、然后加压，利用表面优异可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 11 页，共 12 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -的反应度进行常温状态下接合，此方法可用于氮化硅等高强度陶瓷与金属的接合。5 自扩散高温合成焊接法自扩散高温合成 技术也称为燃烧合成 技术。第一在陶瓷与金属之间放置能够燃烧并放出大量生成热的固体粉末，然后用电弧或辐射将粉末局部点燃而开头反应，并由反应所放出的热量自发的推动反应连续向前进

37、展，最终由反应所生成的产物 将陶瓷与金属坚固的连接在一起。该方法的显著特点是能耗低，生产效率高，对母材的热影响作用小，通过设计成分梯度变化的焊缝来连接异种材料，可以克服由于热膨胀系数差异而造成的焊接残余应 力。但燃烧时可能产愤怒相反应和有害杂质的侵入，从而使接头产愤怒孔和接头强度降低。因此，连接最好在爱护气氛中进行，并对陶瓷与金属的两端加压。金属与2 和陶瓷的焊接，试验利用+或 +粉末作为反应原料，预压成坯后加在两个片之间，利用石墨套通电发热来引发反应，胜利的获得了界面结合完整的 焊接接头。用燃烧合成技术制取2 陶瓷/金属试样，且焊接界面结合良好，中间焊料层的质量百分含量较高时，界面结合优于质

38、量百分含量低的界面结合情形。6 液相过渡焊接法液相过渡焊接 是介于溶焊和压焊之间的焊接方法。该技术综合了钎焊技术和扩散连接技术的优点，可制备服役温度不低于连接温度的高温接头。连接技术 的工艺焊接与钎焊操作步骤相像，均需在待连接母材表面间放入熔点低于母材的第三种材料 在中常叫中间层，在钎焊中常叫钎料。然后加热、保温。但两者扩散的充分程度、凝固的方式和最终所得接头的成分、组织的不连续程度都不同。与钎焊 相比焊接具有如下优点：接头在等温凝固完成后具有明显不同于母材与填充金属的成分，并在肯定情形下辨论不出最终显微组织中的填充金属。接头 比一般硬钎焊接头的强度高。接头的重熔温度高于钎焊接头而耐高温性能好

39、。 上述优点打算了它可用于先进材料的连接，在金属陶瓷与金属焊接技术中有着宽阔的应用前景。段辉公平采纳和复合焊料，利用连接技术胜利的制备 了无焊接缺陷的/ 718 合金接头。 ， 基金属陶瓷是一种最有前途的高速切削刀具材料，它与金属的焊接是 ， 基金属陶瓷材料得以进展和应用的关键技术之一。关键问题是界面润湿和缓解焊接残余应力， 一般可以通过挑选活性元素与金属陶瓷发生界面反应来转变陶瓷的表面状态从而提高两者之间的润湿性，缓解由于母材之间热膨胀系数不匹配而产生的残余热应力的进展方向之一是通过合胜利能梯度材料 作为焊料，从而可以大大缓解金属陶瓷与金属之间焊接接头的残余热应力。综上所述，尽管适合于，基金属陶瓷与金属焊接的方法有多种，但每种方法都有其自身的优缺点和局限性，如采纳扩散焊焊接的接头界面受限且易在接头形成有害复合碳化物 相。钎焊存在结合强度和使用温度较低等问题。熔焊易产生脆性开裂且缺乏合适的焊接材料。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 12 页，共 12 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载