空间炉中钎焊的工艺特点及其注意要点
admin 添加于 2015-11-30 11:00
空间炉中钎焊的工艺特点及其注意要点
核心提示：炉中钎焊具有许多独特的优点，在真空环境下，可用于焊接大多数金属和非金属结构材料，其中包括异种材料的连接，并能获得强度较高的气 钎焊具有许多独特的优点，在真空环境下，可用于焊接大多数金属和非金属结构材料，其中包括异种材料的连接，并能获得强度较高的气密性接头，而且，在零重力条件下，钎料的毛细流动作用增强，因此，是一种非常适用空间焊接的材料连接方法。钎焊接头质量主要取决于钎料和被连接材料间的润湿性。在微重力条件下，表面力的作用会更加突出，所以，只要钎料和被焊材料之间能够很好地润湿，就能获得高质量的钎焊接头。因此，为了保证良好的润湿性，经常在被焊材料表面沉积一薄层金属材料。在钎焊金属构件时，重要的问题是要优化选择钎料成分，并能获得所要求的温度条件。
空间炉中钎焊接头的工作温度范围通常在150~500K之间，所以不能使用低温钎料。并且在很多情况下，连接部位还要预热。钎焊接头在空间环境和给定温度范围内应具有很高的强度和韧性，钎焊应具有很高的耐蚀性。为了获得良好的组合性能，通常选择以银、锡、铅、铜或铝为基的多组分合金作为钎料。镍、铬、锗和其它元素也可用做填充材料。钎料成分应根据被焊材料进行选择。 在钎焊铝合金时，遇到的主要问题是钎焊温度与被焊材料熔点很接近，易于将母材熔化，所以在采用局部加热热源时，必须很好地掌握温度条件。
钎焊的方法有多种，如以电子束作为热源，以丝状、带状或杆状钎料作为填充金属的钎焊。当然，钎料合金也可事先涂敷到接头表面上，这种方法非常适合于孔的补焊。在用电子束作为热源进行钎焊时，不管钎料的送进方式怎样、钎料的位置如何，都应避免电子束与钎料金属的直接作用。另外，用电子束作为热源时，由于亮度强，操作者难以用材料颜色的变化判定加热情况，而只能根据加热时间来判定。
如果对钎焊接头的强度和可靠性有更高的要求，有时需要采用钎焊与电子束焊组合接头，此时，钎料成分的选择应特别小心，钎料与被焊金属不能形成低熔点或易腐蚀共晶组织。 通常，空间钎焊接头的组分是非常均匀的。但是，对于多组分钎料，由于存在着浓度差引发的对流，接头组织也会呈现出很大的微观不均匀性。当用局部热源加热时，接头组织和成分的不均匀，会引起温度场的不均匀。一般来说，空间钎焊接头的力学性能和气密性不比地面钎焊接头差。
钎焊空间系统的气密舱时有两个问题应特别注意：一是不能使用会对气密舱内气氛产生污染的钎剂和钎料合金；二是在微重力条件下，用常规的钎焊装置钎料很难从钎焊工具的端头顺利过渡到被焊工件表面。这两个问题至今还未完全解决。前苏联使用了不含生态有害杂质的自然钎剂钎料在“和平号”空间站气密舱内进行了钎焊作业。Paton电焊研究所还研制了一种在气密舱内使用的非接触红外钎焊工具，这一用具在地面上进行了大量试验，相当成功。