2022年陶瓷垫片的焊接方法大全【干货】.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 陶瓷垫片的焊接方法内容来源网络,由“ 深圳机械展11 万 ,1100 多家展商,超10 万观众”收集整理！更多 cnc 加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D 打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展现,就在深圳机械展 . TiC ,N 基金属陶瓷是一种颗粒型复合材料,金属陶瓷； TiC ,N 基金属陶瓷具有高硬度、是在 TiC 基金属陶瓷的基础上进展起来的新型耐磨、耐氧化、 耐腐蚀等一系列优良综合性能,在加工中显示出较高的红硬性和强度,它在相同硬度时耐磨性高于 WC Co 硬质

2、合金,而其密度却只有硬质合金的 1/2 ；因此, TiC,N 基金属陶瓷刀具在很多加工场合下可胜利地取代 WC 基硬质合金而被广泛用作工具材料,填补了 WC 基硬质合金和 Al2O3 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,TiC ,N 基金属陶瓷刀具材料的研制开发和广泛应用,不仅可推动我国硬质合金材料的升级换代,而且在提高国家资源保证程度方面也具有重要的意义；常用的连接陶瓷与金属的焊接方法有真空电子束焊、激光焊、 真空扩散焊和钎焊等；在名师归纳总结 这些连接方法中,钎焊、扩散焊连接方法比较成熟、应用较广泛,过渡液相连接等新的连接

3、第 1 页,共 9 页方法和工艺正在讨论开发中；本文在总结各种陶瓷与金属焊接方法的基础上,对金属陶瓷与金属的焊接技术进行初步探讨,在介绍各种适用于金属陶瓷与金属焊接技术方法的同时,指- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 出其优缺点和有待讨论解决的问题,以期推动金属陶瓷与金属焊接技术的讨论,进而推广这种先进工具材料在工业领域的应用；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TiC , N 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

4、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；另一问题是缺乏特地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 TiC ,N 基金属陶瓷具有导电性,可以直接焊接,对 TiC,N 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 和焊接接头强度低等问题；2 激光焊名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 9 页精选学习资料 - -

5、 - - - - - - - 激光焊是特别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；激光焊接技术已经胜利应用于真空中烧结的粉末冶金材料；据报道, Mittweida 激光应用中心开发了一种双激光束焊接方法； 它用两束激光工作,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 TiC

6、 ,N 基金属陶瓷与金属的焊接,但对工装夹具、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,需要进一步提高其工艺重复性和牢靠性；3 电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 的范畴,其功率密度可提高到107 109W/cm2；因此电子束焊具有加热面积小、焊缝熔宽小、 熔深大、 焊接热影响区小等优点；但这种方法的缺点是设备复杂,对焊接工艺要求较严,生产成本较高；目前针对 TiC ,N

7、基金属陶瓷与金属的电子束焊接技术仍处于试验阶段；2 钎焊名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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 TiC ,N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；李先芬等对 TiC ,N 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

8、试验和在氩气爱护炉中钎焊试验；火焰钎焊条件下,以H62 为钎料的接头的平均剪切强度为 37MPa ,以 BAg10CuZn 为钎料的接头的剪切强度达 114MPa ,以 BCuZnMn 为钎料的接头的平均剪切强度 49MPa ；在氩气爱护炉焊条件下,以 H62 为钎料的接头的平均剪切强度为 37MPa ,以 Ag72Cu28 为钎料的接头的平均剪切强度为 51MPa ；通过观看和分析钎焊接头的结合情形及剪切试验,说明TiC ,N 基金属陶瓷具有较好的钎焊性；但由于接头界面处金属陶瓷中存在残余应力,导致剪切试验时均断在金属陶瓷上,且钎焊接头的剪切强度不高；张丽霞等采纳 AgCuZn 钎料实现了

9、TiC 基金属陶瓷与铸铁的钎焊连接；近年来仍利用非晶技术研制胜利了新的含钛合金系,如Cu Ti、Ni Ti 合金,可以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；目前, 金属陶瓷钎焊需要解决如何降低或排除界面处金属陶瓷中的残余应力和提高接头强度的问题；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；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 扩散焊扩散焊是压焊的一种,它是指在相

10、互接触的外表,在高温压力的作用下,被连接外表相互靠近, 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；另外,为降低接头应力,除采纳多层中间层外,仍可使用低模数的补偿中间层, 这种中间层是由纤维金属所组成,实际上是一块烧结的纤维金属垫片,孔隙度最高可达 90% ,可有效降低金属与陶瓷焊接时产生的应力；扩散焊的主要优点是连接强度高,尺寸简洁掌握,适合于连接异种材料；关德慧等对金属陶瓷刀刃与40Cr

11、 刀体的高温真空扩散焊接试验说明, 金属陶瓷与 40Cr 焊接后, 两种材料焊合相当好,再对 40Cr 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 650MPa ,剪切强度到达 550MPa ；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；近年来不断开发出了一些新的扩散焊接方法,如高压电场下的扩散焊,该方法借助于高压电场 1000V 以上 及温度的共同作用,使陶瓷内电介质电离,在与金属邻近的陶瓷材料内形成了一薄层布满负离子的极化区； 此外,由于材料外表的显微不平度,陶瓷与金属间只有个别小点相接触,大部分地区形成微米级的间隙；集结在微小间隙两侧的离子使这些地

12、区的电场急剧上升,此外加电场可增加 34 个数量级；由于异性电荷相吸,使被连接的两种材料相邻界面到达紧密接触 其间距小于原子间距 ,随后借助于扩散作用,使金属与陶瓷得以连接；2 摩擦焊名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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,使接触面及其近区到达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,对于不同类材料陶瓷与金属连接的摩擦焊尚属起步阶段；3 超声波焊超声波焊是通

13、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, 结合面不需要进行外表处理,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” ；物质清洁的外表具有极佳的活性,然而物质外表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 1000 1800eV 的低能原子束,从外表除去 20nm 左右的薄层,

14、使外表活化,然后加压,利用外表优异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名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 自扩散高温合成Self propagatingHigh temperatureSyn thesis ,缩写 SHS技术也称为燃烧合成 CombustionSynthe sis,缩写CS技术,是由制造难熔化合物碳化物、氮化物和硅化物 的方法进展而来的；在这种方法中,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

15、头反应,并由反应所放出的热量自发地推动反应连续向前进展,最终由反应所生成的产物将陶瓷与金属坚固地连接在一起；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；日本的 Miyamo to 等首次利用SHS 焊接技术,讨论了金属 Mo 与 TiB2 和 TiC 陶瓷的焊接,试验利用 Ti+B 或 Ti+C 粉末作为反应原料,预压成坯后加在两个 Mo 片之间,利用石墨套

16、通电发热来引发反应,胜利地获得了界面结合完整的焊接接头；何代华等采纳燃烧合成技术胜利地制取了 TiB2 陶瓷 /金属 Fe 试样,且焊接界面结合良好,中间焊料层于 Fe 质量百分含量低的界面结合情形；孙德超等以Fe 的质量百分含量较高时,界面结合优FGM 焊料 功能梯度材料 胜利实现了SiC 陶瓷与 GH 4146 合金的 SHS 焊接；目前 SHS 机理讨论尚未成熟,设备开发和应用投资颇大,所以 SHS 焊接尚未工程化；6 液相过渡焊接法液相过渡焊接 TransientLiquidPhase,缩写 TLP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

17、不低于连接温度的高温接头； TLP 连接技术的工艺TLP 焊接与钎焊操作步骤相像,均需在待连接母材外表间放入熔名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 点 低 于 母 材 的 第 三 种 材 料 在TLP中 常 叫 中 间 层Interlayer, 在 钎 焊 中 常 叫 钎 料Fillermetal；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 TLP 焊接具有如下优点： TLP 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

18、微组织中的填充金属； TLP 接头比一般硬钎焊接头的强度高； TLP 接头的重熔温度高于钎焊接头而耐高温性能好； 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 Ti Cu 和 Ti Ni 复合焊料,利用 TLP 连接技术胜利地制备了无焊接缺陷的 TiAl/IN718 合金接头；综上所述,尽管适合于有其自身的优缺点和局限性,TiC ,N 基金属陶瓷与金属焊接的方法有多种,但每种方法都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； 有些方法仍处于试验讨

19、论阶段,一时仍难以有用化；在挑选焊接方法时,要从实际动身, 即从金属陶瓷与金属复合构件的使用要求动身,的确保证连接质量及其稳固性,并力求降低生产成本；综合考虑焊接及工艺等方面的因素,活性钎焊、扩散焊、部分瞬时液相连接、 SHS 焊接技术最有期望成为金属陶瓷与金属焊接工艺中重点开发的讨论项目；金属陶瓷与金属的焊接是一个全新的领域,内容新奇而又反常丰富,今后随着该种材料的广泛应用和应用范畴的不断扩大,的讨论课题；其焊接技术方法和工艺的讨论将成为国内外普遍关注而亟待解决名师归纳总结 内容来源网络,由“ 深圳机械展11 万 ,1100 多家展商,超10 万观众”收集整理！第 8 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 更多 cnc 加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D 打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展现,就在深圳机械展 . 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页