Статья, дающая понимание технологии применения вакуумной пайки
1. Введение
С 1940-х годов технология вакуумной пайки стала очень перспективной технологией сварки. Пайка деталей из меди и нержавеющей стали впервые появилась в электронной промышленности. Позже, с быстрым развитием авиационной промышленности, электронной промышленности, автомобилестроения, производства кислородных генераторов и ракетной техники, технология вакуумной пайки также получила соответствующее развитие. Технология вакуумной пайки широко используется при изготовлении ячеистых сэндвич-панелей, узлов реактивных двигателей и ракетных установок, металлических фильтров, волноводов и различных излучателей.
2. Что такое вакуумная пайка
Вакуумная пайка относится к методу процесса пайки с использованием сварки металла для пайки наполнителя металла без потока в высоковакуумной среде.
принцип работы:
Присадочный металл для пайки наносится на поверхность деталей, подлежащих вакуумной пайке, и затем помещается в печь для вакуумной пайки. Вакуумная система начинает работать, и воздух откачивается. Когда степень вакуума достигает 10-3 Па, начинается нагрев, и нагрев достигает 10-3 Па. При температуре пайки, требуемой для данного процесса, присадочный металл для пайки начинает плавиться, и жидкий присадочный металл для пайки смачивает основной металл и заполняет зазор между сверлами под действием капилляров. В то же время элементы припоя диффундируют к основному металлу, и основной металл растворяется в жидком припое, образуя высококачественное паяное соединение.
3. Преимущества вакуумной пайки
- В процессе вакуумной пайки обрабатываемая деталь находится в условиях вакуума, что исключает окисление, образование нагара, обезуглероживание и загрязнение окружающей среды. Сварной шов отличается хорошей чистотой и высокой прочностью. При пайке температура пайки ниже температуры плавления основного металла, что практически не влияет на основной материал, вся деталь нагревается равномерно, тепловое напряжение невелико, а деформацию можно свести к минимуму, что особенно подходит для пайки прецизионных изделий.
- Низкое давление (вакуум) вокруг основного металла и присадочного металла для пайки позволяет устранить летучие газы и примеси, выделяемые металлом при температуре пайки, и улучшить эксплуатационные характеристики основного металла. Был расширен подход к проектированию изделий, и паяемые детали могут иметь узкие пазы, очень маленькие переходные столики, глухие отверстия и т.д. Это особенно подходит для деталей с закрытыми емкостями и сложной формы, а также может быть выполнено за несколько проходов одновременно. Он обладает высокой эффективностью пайки и не требует решения проблем коррозии, очистки и повреждений, вызванных флюсом, и т.д.
- Процесс термообработки заготовки может быть завершен одновременно с процессом пайки, могут быть выбраны соответствующие параметры процесса сварки, и пайка может быть организована в качестве заключительного процесса для получения паяного соединения, характеристики которого соответствуют проектным требованиям. Существует много видов металлов, которые можно паять, особенно подходит для алюминия и алюминиевых сплавов, титана и титановых сплавов из нержавеющей стали, жаропрочных сплавов и т.д.; Также подходит для пайки соединений из титана, циркония, ниобия, молибдена, вольфрама и других одинаковых или непохожих металлов; также подходит для композитных материалов, керамики, графита, стекла, алмазов и других материалов.
4. Основное применение вакуумной пайки
- Авиадвигатель
Вакуумная пайка широко используется в сотовидных конструкциях в качестве уплотнительных элементов различных типов авиадвигателей. Процесс пайки сотовой конструкции заключается в предварительной настройке материала для пайки в сотовой сердцевине, затем сборке сот и оболочки и, наконец, применении метода вакуумной пайки для пайки, при этом прочность паяного соединения составляет около 50% от основного материала. Сгруппированные лопатки статора компрессоров авиадвигателей также изготавливаются таким способом пайки. Он состоит из внутреннего и наружного колец и более чем 10 лопаток, соединенных вакуумной пайкой. в целом. Кроме того, вакуумная пайка также используется при изготовлении направляющих турбин, направляющих лопаток, диффузоров, жаровых труб, масляных фильтров и других компонентов авиационных двигателей.
- Керамическая подложка
AMB Процесс AMB (активная металлическая пайка) является дальнейшим развитием технологии DBC. В нем используется небольшое количество активных элементов Ti и Zr, содержащихся в присадочном металле для пайки, которые вступают в реакцию с керамикой, образуя реакционный слой, который может быть смочен жидким присадочным металлом для пайки. Способ соединения. Он не только обладает более высокой теплопроводностью и лучшим сцеплением слоев меди, но и обладает преимуществами меньшего термического сопротивления и более высокой надежности. Он больше подходит для изготовления керамических подложек, покрытых медью, для упаковки IGBT-модулей в электромобилях и электровозах. Особенно в таких важных областях, как ветроэнергетика, солнечная энергетика, тепловые насосы, гидроэнергетика, энергия биомассы, экологичные здания, новое энергетическое оборудование, электромобили, железнодорожный транспорт и т.д., Быстрое развитие технологий силовой электроники окажет огромное влияние на керамические ламинаты, покрытые медью, - ключевой материал для IGBT-модулей упаковка. необходимость.
- Алмазные инструменты
Алмазные инструменты для пайки делятся на два типа: с поверхностной инкрустацией и с пропиткой. Инструмент для поверхностной инкрустации предназначен для прямой пайки алмаза на поверхности подложки. Инструмент с пропиткой - это процесс спекания алмаза и других материалов в композитное алмазное тело. Процесс диффузионной пайки с использованием основного материала. Пайка алмазных инструментов делится на три категории: однослойная пайка алмазными инструментами, пайка алмазными долотами и композитная пайка PDC, которые широко используются во многих отраслях промышленности, таких как каменные инструменты, деревообрабатывающий инструмент, аэрокосмическая и военная промышленность.
- Автомобили и лодки
Маслоохладители с пластинчатым оребрением на вакуумной пайке используются в автомобилях и лодках. Маслоохладитель с пластинчатым оребрением обладает высокой эффективностью теплопередачи, компактной конструкцией и малым весом. Это продукт, заменяющий современные охладители дизельных двигателей, который широко используется в автомобилях, тракторах, судовых дизельных двигателях и других областях.
- Оборудование для разделения воздуха
Использование технологии вакуумной пайки для impeller в оборудовании для разделения воздуха значительно улучшает точность производства impeller с узкими каналами потока, таким образом, не только обеспечивая показатели производительности конструкции, но и снижая производственные затраты и сокращая производственный цикл.
5. Процесс и оборудование вакуумной пайки ACME
После десятилетий развития компания ACME занимает важное место в области вакуумной сварки в Китае и даже во всем мире. Компания разработала две серии оборудования для вакуумной пайки и вакуумной диффузионной сварки. В настоящее время на предприятиях заказчиков эксплуатируется около 200 установок для вакуумной пайки. Области применения включают вакуумную пайку цветных металлов, нержавеющей стали, алюминиевых сплавов, титановых сплавов, жаропрочных сплавов, твердых сплавов и т.д., а также вакуумную пайку металлических и неметаллических материалов, таких как вакуумная пайка меди и керамики.
- Пример применения оборудования для вакуумной пайки ACME
На фото место применения оборудования для горизонтальной вакуумной пайки ACME 12 на автоматической производственной линии AGV с керамической подложкой, финансируемой японским предприятием. Полный комплект оборудования представляет собой интеллектуальную беспилотную производственную линию, оснащенную интеллектуальной системой управления. Фотография места применения отечественного авиадвигателестроения, вертикального оборудования для вакуумной пайки, используемого для вакуумной пайки сотовых уплотнительных колец, направляющих турбин, направляющих лопаток, диффузоров, жаровых труб, масляных фильтров и других компонентов.
- Технические преимущества оборудования для вакуумной пайки ACME
- ACME имеет профессиональную квалификацию в специальной сварочной лаборатории Национальной обороны. В области вакуумной пайки и диффузионной сварки наш технологический процесс и оборудование занимают лидирующие позиции в стране и за рубежом, особенно благодаря сочетанию технологического процесса и оборудования, что делает наше оборудование для вакуумной пайки более практичным. В нагревательном поясе применена технология обратной изоляции (патент ACME), которая не только увеличивает зону облучения, но и уменьшает загрязнение изоляционного материала парами металлического припоя;
- Вход вакуумной системы оснащен газоконденсирующим фазовым преобразователем и фильтрующим и собирающим устройством для предотвращения загрязнения вакуумного насоса испаряющимся газом из флюса и материала для пайки, особенно большое количество липидных загрязнений образуется в процессе пайки керамической подложки AMB. До 98%, чтобы обеспечить чистоту вакуумного теплового поля и отсутствие загрязнений; Уникальная технология регулирования вакуума, предотвращающая загрязнение окружающей среды, обеспечивает длительный срок службы вакуумного регулятора;
- Нагревательная камера металлического экрана оснащена широкой нагревательной лентой из сплава молибдена и лантана, а нагревательная лента снабжена ребристой канавкой, которая имеет большую площадь излучения и не деформируется после длительного использования; Футеровка печи оптимизирована за счет модульной конструкции, что обеспечивает хорошую равномерность температуры в печи; Оснащена системой быстрого охлаждения газом Ar под давлением, обеспечивающей охлаждающий эффект и эффективную работу.
