Συγκόλληση πυρίμαχων μετάλλων

1. Συγκόλληση

Όλα τα είδη κολλήσεων με θερμοκρασία χαμηλότερη από 3000 ℃ μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη συγκόλληση W και οι κολλήσεις με βάση τον χαλκό ή το ασήμι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για εξαρτήματα με θερμοκρασία χαμηλότερη από 400 ℃.Τα μέταλλα πλήρωσης με βάση το χρυσό, το μαγγάνιο, το μαγγάνιο, το παλλάδιο ή το τρυπάνι χρησιμοποιούνται συνήθως για εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται μεταξύ 400 ℃ και 900 ℃.Για εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται πάνω από 1000 ℃, χρησιμοποιούνται κυρίως καθαρά μέταλλα όπως Nb, Ta, Ni, Pt, PD και Mo.Η θερμοκρασία εργασίας των εξαρτημάτων που συγκολλούνται με συγκόλληση βάσης πλατίνας έχει φτάσει τους 2150 ℃.Εάν η επεξεργασία διάχυσης 1080 ℃ πραγματοποιείται μετά τη συγκόλληση, η μέγιστη θερμοκρασία εργασίας μπορεί να φτάσει τους 3038 ℃.

Οι περισσότερες από τις συγκολλήσεις που χρησιμοποιούνται για τη συγκόλληση w μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη συγκόλληση με Mo, και οι συγκολλήσεις με βάση τον χαλκό ή το ασήμι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για εξαρτήματα Mo που λειτουργούν κάτω από 400 ℃.Για ηλεκτρονικές συσκευές και μη δομικά μέρη που λειτουργούν στους 400 ~ 650 ℃, μπορούν να χρησιμοποιηθούν συγκολλήσεις Cu Ag, Au Ni, PD Ni ή Cu Ni.Για εξαρτήματα που λειτουργούν σε υψηλότερες θερμοκρασίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν μέταλλα με βάση το τιτάνιο ή άλλα καθαρά μέταλλα πλήρωσης μετάλλων με υψηλά σημεία τήξης.Θα πρέπει να σημειωθεί ότι τα μέταλλα πλήρωσης με βάση το μαγγάνιο, το κοβάλτιο και το νικέλιο γενικά δεν συνιστώνται για να αποφευχθεί ο σχηματισμός εύθραυστων διαμεταλλικών ενώσεων στους αρμούς συγκόλλησης.

Όταν χρησιμοποιούνται συστατικά TA ή Nb κάτω από 1000 ℃, μπορούν να επιλεγούν ενέσεις με βάση το χαλκό, το μαγγάνιο, το κοβάλτιο, το τιτάνιο, το νικέλιο, το χρυσό και το παλλάδιο, συμπεριλαμβανομένων Cu Au, Au Ni, PD Ni και Pt Au_ Ni και Οι κολλήσεις Cu Sn έχουν καλή διαβρεξιμότητα σε TA και Nb, καλή δημιουργία ραφής συγκόλλησης και υψηλή αντοχή στην άρθρωση.Καθώς τα μέταλλα πλήρωσης με βάση το ασήμι τείνουν να κάνουν τα μέταλλα συγκόλλησης εύθραυστα, θα πρέπει να αποφεύγονται όσο το δυνατόν περισσότερο.Για εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται μεταξύ 1000 ℃ και 1300 ℃, καθαρά μέταλλα Ti, V, Zr ή κράματα με βάση αυτά τα μέταλλα που σχηματίζουν άπειρα στερεά και υγρά με αυτά θα επιλέγονται ως μέταλλα πλήρωσης συγκόλλησης.Όταν η θερμοκρασία σέρβις είναι υψηλότερη, μπορεί να επιλεγεί το μέταλλο πλήρωσης που περιέχει HF.

W. Δείτε τον πίνακα 13 για τη συγκόλληση μετάλλων πλήρωσης για Mo, Ta και Nb σε υψηλή θερμοκρασία.

Πίνακας 13 συγκόλληση μετάλλων πλήρωσης για συγκόλληση πυρίμαχων μετάλλων σε υψηλή θερμοκρασία

2. Τεχνολογία συγκόλλησης

Πριν από τη συγκόλληση, απαιτείται να αφαιρέσετε προσεκτικά το οξείδιο στην επιφάνεια του πυρίμαχου μετάλλου.Μπορεί να χρησιμοποιηθεί μηχανική λείανση, αμμοβολή, καθαρισμός με υπερήχους ή χημικός καθαρισμός.Η συγκόλληση θα πρέπει να πραγματοποιείται αμέσως μετά τη διαδικασία καθαρισμού.

Λόγω της εγγενούς ευθραυστότητας του W, τα w εξαρτήματα πρέπει να αντιμετωπίζονται προσεκτικά κατά τη λειτουργία συναρμολόγησης εξαρτημάτων για να αποφευχθεί η θραύση.Προκειμένου να αποφευχθεί ο σχηματισμός εύθραυστου καρβιδίου βολφραμίου, θα πρέπει να αποφεύγεται η άμεση επαφή μεταξύ W και γραφίτη.Η προένταση λόγω της προκαταρκτικής επεξεργασίας ή της συγκόλλησης πρέπει να εξαλειφθεί πριν από τη συγκόλληση.Το W οξειδώνεται πολύ εύκολα όταν αυξάνεται η θερμοκρασία.Ο βαθμός κενού πρέπει να είναι αρκετά υψηλός κατά τη συγκόλληση.Όταν η συγκόλληση πραγματοποιείται εντός του εύρους θερμοκρασιών 1000 ~ 1400 ℃, ο βαθμός κενού δεν πρέπει να είναι μικρότερος από 8 × 10-3Pa. Προκειμένου να βελτιωθεί η θερμοκρασία επανατήξης και η θερμοκρασία λειτουργίας της άρθρωσης, η διαδικασία συγκόλλησης μπορεί να συνδυαστεί με η επεξεργασία διάχυσης μετά τη συγκόλληση.Για παράδειγμα, η συγκόλληση b-ni68cr20si10fel χρησιμοποιείται για τη συγκόλληση W στους 1180 ℃.Μετά από τρεις επεξεργασίες διάχυσης 1070 ℃ /4h, 1200 ℃ /3,5h και 1300 ℃ /2h μετά τη συγκόλληση, η θερμοκρασία λειτουργίας του συγκολλημένου συνδέσμου μπορεί να φτάσει περισσότερο από 2200 ℃.

Ο μικρός συντελεστής θερμικής διαστολής θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά τη συναρμολόγηση του συγκολλημένου συνδέσμου του Mo και το διάκενο της άρθρωσης πρέπει να είναι εντός της περιοχής 0,05 ~ 0,13 mm.Εάν χρησιμοποιείται εξάρτημα, επιλέξτε ένα υλικό με μικρό συντελεστή θερμικής διαστολής.Η ανακρυστάλλωση Mo συμβαίνει όταν η συγκόλληση με φλόγα, ο κλίβανος ελεγχόμενης ατμόσφαιρας, ο κλίβανος κενού, ο επαγωγικός κλίβανος και η θέρμανση με αντίσταση υπερβαίνουν τη θερμοκρασία ανακρυστάλλωσης ή η θερμοκρασία ανακρυστάλλωσης μειώνεται λόγω της διάχυσης των στοιχείων συγκόλλησης.Επομένως, όταν η θερμοκρασία συγκόλλησης είναι κοντά στη θερμοκρασία ανακρυστάλλωσης, όσο μικρότερος είναι ο χρόνος συγκόλλησης, τόσο το καλύτερο.Κατά τη συγκόλληση πάνω από τη θερμοκρασία ανακρυστάλλωσης του Mo, ο χρόνος συγκόλλησης και ο ρυθμός ψύξης πρέπει να ελέγχονται για να αποφευχθεί η ρωγμή που προκαλείται από πολύ γρήγορη ψύξη.Όταν χρησιμοποιείται χαλκοσυγκόλληση με φλόγα οξυακετυλενίου, είναι ιδανικό να χρησιμοποιείται μικτό flux, δηλαδή βιομηχανικό βορικό ή ασημένιο πηχτό συγκόλλησης συν ροή υψηλής θερμοκρασίας που περιέχει φθοριούχο ασβέστιο, το οποίο μπορεί να αποκτήσει καλή προστασία.Η μέθοδος είναι να επικαλυφθεί πρώτα ένα στρώμα ροής χαλκοσυγκόλλησης αργύρου στην επιφάνεια του Mo, και στη συνέχεια να επικαλυφθεί ροή υψηλής θερμοκρασίας.Η ροή συγκόλλησης αργύρου έχει δραστηριότητα σε χαμηλότερο εύρος θερμοκρασίας και η ενεργή θερμοκρασία ροής υψηλής θερμοκρασίας μπορεί να φτάσει τους 1427 ℃.

Τα συστατικά TA ή Nb κατά προτίμηση συγκολλούνται υπό κενό και ο βαθμός κενού δεν είναι μικρότερος από 1,33 x 10-2Pa.Εάν η συγκόλληση πραγματοποιείται υπό την προστασία αδρανούς αερίου, οι ακαθαρσίες αερίων όπως το μονοξείδιο του άνθρακα, η αμμωνία, το άζωτο και το διοξείδιο του άνθρακα πρέπει να αφαιρούνται αυστηρά.Όταν η συγκόλληση ή η συγκόλληση με αντίσταση πραγματοποιείται στον αέρα, πρέπει να χρησιμοποιείται ειδικό μέταλλο πλήρωσης συγκόλλησης και κατάλληλη ροή.Προκειμένου να αποτραπεί η επαφή του TA ή του Nb με το οξυγόνο σε υψηλή θερμοκρασία, μπορεί να επιστρωθεί ένα στρώμα μεταλλικού χαλκού ή νικελίου στην επιφάνεια και να πραγματοποιηθεί η αντίστοιχη επεξεργασία ανόπτησης διάχυσης.