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空間釬焊的工藝特點及其注意要點

查看：2280 　發(fā)稿日期：2016-01-13 19:24:06

釬焊具有許多獨特的優(yōu)點，在真空環(huán)境下，可用于焊接大多數(shù)金屬和非金屬結(jié)構(gòu)材料，其中包括異種材料的連接，并能獲得強度較高的氣密性接頭，而且，在零重力條件下，釬料的毛細流動作用增強，因此，是一種非常適用空間焊接的材料連接方法。釬焊接頭質(zhì)量主要取決于釬料和被連接材料間的潤濕性。在微重力條件下，表面力的作用會更加突出，所以，只要釬料和被焊材料之間能夠很好地潤濕，就能獲得高質(zhì)量的釬焊接頭。因此，為了保證良好的潤濕性，經(jīng)常在被焊材料表面沉積一薄層金屬材料。在釬焊金屬構(gòu)件時，重要的問題是要優(yōu)化選擇釬料成分，并能獲得所要求的溫度條件。
    空間釬焊接頭的工作溫度范圍通常在150~500K之間，所以不能使用低溫釬料。并且在很多情況下，連接部位還要預(yù)熱。釬焊接頭在空間環(huán)境和給定溫度范圍內(nèi)應(yīng)具有很高的強度和韌性，釬焊應(yīng)具有很高的耐蝕性。為了獲得良好的組合性能，通常選擇以銀、錫、鉛、銅或鋁為基的多組分合金作為釬料。鎳、鉻、鍺和其它元素也可用做填充材料。釬料成分應(yīng)根據(jù)被焊材料進行選擇。
    在釬焊鋁合金時，遇到的主要問題是釬焊溫度與被焊材料熔點很接近，易于將母材熔化，所以在采用局部加熱熱源時，必須很好地掌握溫度條件。
    釬焊的方法有多種，如以電子束作為熱源，以絲狀、帶狀或桿狀釬料作為填充金屬的釬焊。當然，釬料合金也可事先涂敷到接頭表面上，這種方法非常適合于孔的補焊。在用電子束作為熱源進行釬焊時，不管釬料的送進方式怎樣、釬料的位置如何，都應(yīng)避免電子束與釬料金屬的直接作用。另外，用電子束作為熱源時，由于亮度強，操作者難以用材料顏色的變化判定加熱情況，而只能根據(jù)加熱時間來判定。
    如果對釬焊接頭的強度和可靠性有更高的要求，有時需要采用釬焊與電子束焊組合接頭，此時，釬料成分的選擇應(yīng)特別小心，釬料與被焊金屬不能形成低熔點或易腐蝕共晶組織。
    通常，空間釬焊接頭的組分是非常均勻的。但是，對于多組分釬料，由于存在著濃度差引發(fā)的對流，接頭組織也會呈現(xiàn)出很大的微觀不均勻性。當用局部熱源加熱時，接頭組織和成分的不均勻，會引起溫度場的不均勻。一般來說，空間釬焊接頭的力學(xué)性能和氣密性不比地面釬焊接頭差。
    釬焊空間系統(tǒng)的氣密艙時有兩個問題應(yīng)特別注意：一是不能使用會對氣密艙內(nèi)氣氛產(chǎn)生污染的釬劑和釬料合金；二是在微重力條件下，用常規(guī)的釬焊裝置釬料很難從釬焊工具的端頭順利過渡到被焊工件表面。這兩個問題至今還未完全解決。前蘇聯(lián)使用了不含生態(tài)有害雜質(zhì)的自然釬劑釬料在“和平號”空間站氣密艙內(nèi)進行了釬焊作業(yè)。Paton電焊研究所還研制了一種在氣密艙內(nèi)使用的非接觸紅外釬焊工具，這一用具在地面上進行了大量試驗，相當成功。

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