在與擴散焊接相同的真空度(3×10 ?3 Pa)下進(jìn)行加熱,并用質(zhì)量氣體分析儀分析加熱大氣中的氣體,從而可以知道殘余氣體的組成。由于測量了釋放的氣體,在焊接材料中,大部分釋放的氣體是水蒸氣和氫氣,并且氮氣的量非常小,直到低于800°C。證實(shí)氮氣的釋放隨著(zhù)溫度的升高而增加。此外,氮氣的量在停止和冷卻的同時(shí)減少。真空度(3×10 ?3 Pa)是通過(guò)用分子渦輪泵抽空擴散焊接裝置而獲得的。
由SUS321不銹鋼制成的比較材料是直徑為12毫米的圓柱形構件。由于通過(guò)真空加熱測量了比較材料釋放的氣體,比較材料沒(méi)有釋放氮氣。如上所述,在少量的鈦添加鋼材料如比較材料中,氮氣以TiN的形式存在于材料中,并且沒(méi)有氮溶解在材料中。因此,即使在真空中加熱也不會(huì )釋放氮氣。.
SUS304不銹鋼與含鋁鐵合金(鐵合金)的粘接,材料和與含鋁鐵合金(Fe-XAl)之間的鍵合。)進(jìn)行了3個(gè)[敏感詞]的擴散焊接實(shí)驗。也就是說(shuō),實(shí)施是使用連接材料1的連接實(shí)驗,該連接材料在真空中加熱時(shí)釋放氮氣。
所用的連接材料是如上所述的直徑為12毫米的圓柱形構件,并且對要被連接表面的一側進(jìn)行拋光。通過(guò)這種拋光處理,粘合表面的[敏感詞]表面粗糙度為2至4μm。此外,后面提到的含鋁鐵合金(Fe-XAl)的連接表面也進(jìn)行了類(lèi)似的研磨。
連接條件如下:將連接對置于真空容器中,將真空容器的內部抽真空至真空(3×10?3 Pa),然后通過(guò)高頻感應加熱1100°C。在這種加熱狀態(tài)下,對粘接表面施加10 MPa的粘接壓力,通過(guò)保持20分鐘進(jìn)行擴散焊接。在SUS304不銹鋼連接在一起的連接例中,連接強度為600 MPa,得到與基材相當的連接強度。
當用于擴散焊接的含鋁鐵合金材料含有約2%或更多的鋁時(shí),通過(guò)在結合界面處通過(guò)與通過(guò)真空加熱釋放氮氣的材料結合來(lái)產(chǎn)生氮化鋁,發(fā)現接頭是脆弱的。因此,在本文中,脫模材料11是含有2%或更多質(zhì)量的鋁的鐵合金。
本例中壓力接收面1M是夾在含鋁鐵合金(Fe-XAl)3中的粘接材料的表面,而壓力接收面1M的焊接材料是鋁。它與所含的鐵合金(Fe—XAl)相鄰。
(SUS321不銹鋼和含鋁鐵合金(Fe-XAl)的接頭)使用上述實(shí)施例對比較材料進(jìn)行了實(shí)驗。該比較例是連接實(shí)驗,當SUS321不銹鋼在真空中加熱時(shí)不釋放氮氣時(shí)。
這是SUS321不銹鋼和SUS321不銹鋼的連接,連接強度為600 MPa,并且獲得了與基材相當的連接強度。
從實(shí)施中可以看出,當用于擴散焊接的含鋁鎳合金材料含有約2%或更多的鋁時(shí),氮化鋁通過(guò)與通過(guò)真空加熱釋放氮氣的材料結合而在鍵合界面處產(chǎn)生氮化鋁,發(fā)現接頭是脆弱的。因此,脫模材料11是含有2質(zhì)量%或2%以上的鋁的鎳合金。
擴散焊接除真空外,還在惰性氣體(如氬氣)中進(jìn)行。當鋼材料在大氣壓下在氬氣中加熱時(shí),氬氣中的氮氣分壓為零,因此即使在氬氣中加熱時(shí),氮氣也從鋼材料中釋放出來(lái)。在連接鋼材料時(shí),由于氮氣不活躍,因此氮氣中的擴散焊接沒(méi)有問(wèn)題。
粘結氣氛不限于真空,而是即使在惰性氣體如氬氣或氮氣中也是有效的。通過(guò)使用這種惰性氣體或氮氣設置氣氛,氮化鋁可以形成如在真空氣氛中。
當使用氧化鋁等常規陶瓷作為離型材料時(shí),接頭對無(wú)法通電,并且不可能通過(guò)接頭對的直接通電來(lái)加熱。
在該方法中,由于脫模材料如含鋁鐵合金或含鋁鎳合金是導電金屬,因此擴散焊接可以通過(guò)直接通電直接加熱??梢愿行У丶訜?。
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