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空間釬焊的工藝特點及其注意要點

查看：2264 　發稿日期：2016-01-13 19:24:06

釬焊具有許多獨特的優點，在真空環境下，可用于焊接大多數金屬和非金屬結構材料，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，就能獲得高質量的釬焊接頭。因此，為了保證良好的潤濕性，經常在被焊材料表面沉積一薄層金屬材料。在釬焊金屬構件時，重要的問題是要優化選擇釬料成分，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，連接部位還要預熱。釬焊接頭在空間環境和給定溫度范圍內應具有很高的強度和韌性，釬焊應具有很高的耐蝕性。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。釬料成分應根據被焊材料進行選擇。
    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的對流，接頭組織也會呈現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性能和氣密性不比地面釬焊接頭差。
    釬焊空間系統的氣密艙時有兩個問題應特別注意：一是不能使用會對氣密艙內氣氛產生污染的釬劑和釬料合金；二是在微重力條件下，用常規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。前蘇聯使用了不含生態有害雜質的自然釬劑釬料在“和平號”空間站氣密艙內進行了釬焊作業。Paton電焊研究所還研制了一種在氣密艙內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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