已經發現擴散焊接可以在非常低的初始接觸壓力(大約半磅/平方英寸)下發生在兩個平坦表面之間。這是通過在將要發生擴散焊接的表面形成基本真空,然后在所述真空中加熱這些表面同時保持表面暴露于真空來實現的。此后,使表面在擴散焊接溫度下彼此接觸,并且這種接觸僅在非常適中的壓力下保持。在這樣的壓力和溫度下,擴散焊接進行到完成以形成牢固和有效的焊接。
實現這種焊接的[敏感詞]機制尚不完全清楚,但可以根據一些理由假設以下內容。在現有技術中,擴散焊接通常在接合表面相當干凈的情況下進行。然而,即使在這些“干凈”的表面上,也很可能至少存在一些少量的表面污染,例如以水的形式,或以空氣或其他氣體的形式附著在分子表面不規則處或可能被吸收到表面鈦在表面附近,或作為少量油或其他有機物附著或吸附在表面等。已知氫在約 300°F 時被鈦吸收,氮在 500°F 時被鈦吸收.,氧在約 1300°F 時被鈦吸收。在低壓環境中的較高溫度下,水會分解以提供氧氣和氫氣。在高于正常環境溫度的某個溫度下,碳也會被鈦吸收。此外,已知當這些元素被吸收到鈦中時,會發生一些脆化,因為它們變成間隙固溶體,然后趨向于將鈦晶體穩定在α相,成為鈦原子位錯運動的屏障。
可以進一步推論,當根據通常的現有技術工藝將兩個鈦表面在正常擴散焊接壓力(例如每平方英寸500至1000磅)下壓在一起時,一些(也許大部分)表面污染物被截留在表面之間. 隨著鈦的溫度升高到擴散結合溫度(1500°至1700°F),這些污染物可能會吸收到靠近結合表面的鈦中。此外,任何污染物先前被吸收到靠近結合表面的鈦中都可能仍然被困在鈦中。此外,一些污染物可能會形成小的高壓氣穴,這些氣穴會產生反壓,從而阻止鈦填充空隙。然而,
將要擴散接合的平面暴露于真空中,并且在將鈦升高到接近擴散接合溫度的同時保持這種暴露。這種暴露是通過實際將組件彼此間隔開來完成的,或者通過非常小的接觸壓力預先組裝組件,從而使正常的表面不規則性使表面充分暴露在真空環境中。據信,在該暴露過程中,幾乎所有的表面污染物都從鈦表面蒸發或“沸騰”掉,并且任何污染物被吸收到鄰近表面的鈦中也被泵出鈦結構。相信這發生在 1000° 和 1500° F 之間。當鈦接近焊接溫度時,鈦會適度軟化并更容易屈服。因此,當接合表面在接合溫度下僅以適度的壓力接觸時,就會有更緊密的接觸。與表面區域相鄰的鈦沒有脆化污染,將更容易變形為原子匹配表面以形成擴散原子。
如前所述,這種焊接在結合表面處以非常低的表面壓力發生。可以進一步推測,這種擴散焊接發生的機制是“表面張力”現象,在這種現象中,圍繞任何空隙的鈦原子傾向于聚集在一起并填充空隙。
聯系:何先生 13560880448
郵箱:cncmachiningcai@gmail.com