真空钎焊技术和行业应用

一、前言真空钎焊技术从四十年代开始至今，已成为一种极有发展前途的焊接技术。最早出现在电子工业上钎焊铜和不锈钢的零件，后来，随着航空工业、电子工业、汽车工业、制氧机工业和火箭导弹技术的迅速发展，真空钎焊技术也得到了相应的发展，在制造蜂窝夹层结构壁板，喷气发动机和火箭导弹装置各组合件，金属滤网、波导和各种散热器等部件时，广泛地采用了真空钎焊技术。
二、什么是真空钎焊真空钎焊，是指在高真空环境中，不用钎剂使用焊接金属钎料进行钎焊的一种工艺方法。工作原理：将钎料金属涂在要真空钎焊零件的的表面上，然后放入真空钎焊炉内，真空系统开始工作并将空气抽出，当真空度达到10-3Pa级真空状态时开始加热，加热达到工艺要求的钎焊温度时，钎料开始熔化，液态钎料对基体金属产生润湿，在毛细作用下，填满钎头间隙。同时，钎料元素向基体金属进行扩散，基体金属在液态钎料中溶解，形成优质的钎焊接头。
三、真空钎焊的优点01
在真空钎焊过程中，被钎焊的工件处于真空条件下，不会出现氧化、增碳、脱碳及污染变质等现象，焊接接头的清洁度好，强度高。
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钎焊时，钎焊温度低于基体金属的熔点，对基材影响小，零件整体受热均匀，热应力小，可将变形量控制到最小限度，特别适宜于精密产品的钎焊。
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基体金属和钎料周围存在的低压（真空），能够排除金属在钎焊温度下释放出来的挥发性气体和杂质，可使基体金属的性能得到改善。
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开阔了产品的设计途径，可钎焊的零件允许带有狭窄沟槽、极小过度台、盲孔等，特别适用于密闭容器、形状复杂的零部件，还可一次钎焊多道临近的钎缝，或同炉钎焊多个组件，钎焊效率高，无需考虑由钎剂等引起的的腐蚀、清洗、破坏等问题。
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可将工件热处理工序在钎焊工艺过程中同时完成，选择适当的焊接工艺参数，还可将钎焊安排为最终工序，而得到性能符合设计要求的钎焊接头。
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可钎焊的金属种类多，特别适于铝及铝合金，钛及钛合金、不锈钢、高温合金等；也适用于钛、锆、铌、钼、钨等同种或异种金属的钎焊连接；还适用于复合材料、陶瓷、石墨、玻璃、金刚石等材料。
四、真空钎焊技术的主要应用
01航空发动机真空钎焊广泛应用于作为各型号航空发动机封严构件的蜂窝结构，蜂窝结构钎焊工艺是将钎料预置在蜂窝芯格内，然后将蜂窝与壳体组合装配，最后采用真空钎焊方法进行钎焊，钎焊接头强度约为母材的50%，航空发动机压气机成组静子叶片也是采用这种钎焊方法制造的，它由内外环和10余个叶片通过真空钎焊连接为一整体。另外，真空钎焊还应用于航空发动机中的涡轮导向器、导流叶片、扩散器、火焰筒、油滤等部件的制造。
02AMB陶瓷基板AMB（活性金属钎焊）工艺是DBC工艺技术的进一步发展，它是利用钎料中含有的少量活性元素Ti、Zr与陶瓷反应生成能被液态钎料润湿的反应层，从而实现陶瓷与金属接合的一种方法。不仅具有更高的热导率、更好的铜层结合力，而且还有热阻更小、可靠性更高等优势。更适合制备在电动汽车、动力机车用IGBT模块封装用陶瓷覆铜基板。尤其在风能、太阳能、热泵、水电、生物质能、绿色建筑、新能源装备、电动汽车、轨道交通等重要领域，电力电子技术的高速发展将对IGBT模块封装的关键材料—陶瓷覆铜板形成巨大需求。

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