影響高分子擴散焊接工藝參數主要包括:溫度、壓力、時間、焊件表面處理及中間層材料的選擇等,這些因素對高分子擴散焊連接過程和焊接產品質量有著極其重要的影響。
1、溫度:對連接初期表面凸出部位塑性變形、擴散系數、表面氧化物向母材內溶解及界面孔洞的消失過程等均產生影響;也決定了母材的相變、析出以及再結晶過程,從而直接或間接影響到擴散連接過程及接頭質量。
溫度越高,擴散系數越大;連接表面達到緊密接觸所需壓力越小。但溫度提高受到被焊材料冶金物理特性方面的限制;提高加熱溫度還會造成焊材軟化及硬化。
注意:選擇溫度時必須同時考慮到時間和壓力,三者之間具有連續的相互依賴關系。
①一般溫度升高使強度提高,增加壓力和延長時間也可提高接頭強度。
②連接溫度選擇還要考慮到母材成分、表面狀態、中間層材料以及相變等因素。
總之,在選擇溫度時,在盡可能短的時間內,在盡可能小的壓力下達到良好的冶金組合,而又不損害母材的性能。
2、壓力:對給定時間—溫度來說,提高壓力必然獲得好的連接,但加壓時必須保證不引起宏觀塑性變形。壓力越大,溫度越高,緊密接觸的面積越大。但不管壓力多大,連接表面都會存在界面孔洞。
壓力的另一個重要作用就是在連接某些異種金屬材料時,防止擴散孔洞的產生。
從經濟角度考慮,應選擇較低的壓力;
通常擴散焊采用的壓力在0.5~50MPa之間;
對于異種金屬擴散焊,較大的壓力對減小或防止擴散孔洞有良好作用;
由于壓力對擴散焊的第二、三階段影響較小,在固態擴散焊時可在后期將壓力減小,以便減小工件的變形。
3、時間:與溫度、壓力、中間擴散層厚度和對接成分及組織均勻化的要求密切相關,也受材料表面狀態和中間層材料的影響。
擴散連接時間不宜過長,特別是異種金屬連接形成脆性金屬間化合物或擴散孔洞時,須避免時間超過臨界連接時間。實際保溫時間從幾分鐘到幾個小時,從提高生產效率看,時間越短越好,此時需提高溫度和壓力。
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