苏州宽焊浅谈高分子扩散焊接技术现状及应用

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高分子扩散焊机

现代技术的发展,要求材料能在各种苛刻的环境下可靠地工作。在工程结构材料中,现有的金属材料虽然在室温强度、延展性、导电性和导热性等方面具有优良的特性,但其耐高温、耐腐蚀,耐磨损等性能已不能满足日趋提高的需求。

陶瓷材料,特别是具有熔点高、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广阔的应用前景。

工程结构陶瓷材料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能力差、难以制成尺寸大、形状复杂的构件,从而也限制了其应用范围。

由此可见,陶瓷材料和金属材料之间明显有着一种性能互补关系,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,弥补各自的不足,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围具有特别重意义。因此,陶瓷/金属的连接问题也一直是讨论的热点问题。

扩散焊连接技术适用于各种陶瓷与各种金属的连接。其显著特点是接头质量稳定,连接强度高,接头高温性能和耐蚀性能好。因此,对于高温或耐蚀条件下的应用来讲,扩散连接是陶瓷与金属连接最适宜的方法。由于这种方法能充分发挥陶瓷的优越性能,因而在界面反应研究、残余应力分析和连接工艺研究等方面开展了大量工作,并取得了显著成果。

现状

扩散焊适用于各种金属及异种金属的焊接。其显著特点是接头质量稳定、连接强度高、接头高温性能及耐腐蚀性能好。因此,对于高温和耐蚀条件下的应用来讲,扩散焊接是金属连接最适宜的方法。

在陶瓷与金属的扩散焊接中,为缓解因陶瓷与金属的热膨胀系数不同而引起残余应力以及控制界面反应,抑制或改变界面反应产物以提高接头性能,常采中间层:

为缓解接头的残余应力,中间层可采用单一的软金属,也可采多层金属。比如镍,它的塑性好,强度低,能通塑性变形和蠕变变形来缓解接头的残余应力;

铝复镍焊接样品

应用

金属的异种材料焊接构件在航空航天领域具有广泛的应用前景。

扩散焊目前已实现多组异种材料的焊接。局部真空措施焊成的巨型工件长达50m,重75t;有用个零件焊成的一个巨大的轰炸机部件。

在宇宙飞船构件的制造中,焊接了发动机的喷管、蜂窝壁板;

飞机制造中的反推力装置、蒙皮、起落架、钛合金空心叶片、轮盘、浆毂;

在化工设备制造中,制成了高3米、直径1.8米的部件;

在原子能设备制造中,制成水冷反应推燃料元件;

以冶金工业中生产了复合板;

在机械制造中应用更为广泛,利用钛合金超塑性的成型,扩散焊已得到成功的应用。




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