Solderen van vuurvaste metalen

1. Soldeer

Alle soorten soldeer met een temperatuur lager dan 3000 °C kunnen worden gebruikt voor W-solderen, en soldeer op koper- of zilverbasis kan worden gebruikt voor componenten met een temperatuur lager dan 400 °C; voor componenten die worden gebruikt bij temperaturen tussen 400 °C en 900 °C worden meestal goud-, mangaan-, mangaan-, palladium- of boorgebaseerde toevoegmaterialen gebruikt; voor componenten die worden gebruikt bij temperaturen boven 1000 °C worden meestal zuivere metalen zoals Nb, Ta, Ni, Pt, PD en Mo gebruikt. De werktemperatuur van componenten die zijn gesoldeerd met platina-soldeer bedraagt ​​2150 °C. Als na het solderen een diffusiebehandeling op 1080 °C wordt uitgevoerd, kan de maximale werktemperatuur 3038 °C bereiken.

De meeste soldeersoorten die voor solderen worden gebruikt, kunnen ook worden gebruikt voor het solderen van Mo. Koper- of zilversoldeer kan worden gebruikt voor Mo-componenten die werken bij temperaturen onder 400 °C. Voor elektronische apparaten en niet-structurele onderdelen die werken bij temperaturen van 400 tot 650 °C, kunnen soldeersoorten zoals Cu/Ag, Au/Ni, PD/Ni of Cu/Ni worden gebruikt. Titanium of andere zuivere metaalvulmetalen met een hoog smeltpunt kunnen worden gebruikt voor componenten die werken bij hogere temperaturen. Opgemerkt dient te worden dat vulmetalen op basis van mangaan, kobalt en nikkel over het algemeen niet worden aanbevolen om de vorming van brosse intermetallische verbindingen in de soldeerverbindingen te voorkomen.

Wanneer TA- of Nb-componenten worden gebruikt bij temperaturen onder 1000 ℃, kunnen injecties op basis van koper, mangaan, kobalt, titanium, nikkel, goud en palladium worden gekozen. Deze soldeersoorten hebben een goede bevochtigbaarheid voor TA en Nb, goede soldeernaadvorming en een hoge verbindingssterkte. Omdat zilverhoudende vulmetalen de neiging hebben om soldeermetalen bros te maken, moeten ze zoveel mogelijk worden vermeden. Voor componenten die worden gebruikt bij temperaturen tussen 1000 ℃ en 1300 ℃, moeten zuivere metalen zoals Ti, V, Zr of legeringen op basis van deze metalen die oneindig vast en vloeibaar met hen vormen, worden gekozen als soldeervulmetalen. Bij hogere gebruikstemperaturen kan het vulmetaal met HF worden gekozen.

W. Zie tabel 13 voor soldeertoevoegmetalen voor Mo, Ta en Nb bij hoge temperatuur.

Tabel 13 Soldeermaterialen voor het solderen van vuurvaste metalen bij hoge temperaturen

2. Soldeertechnologie

Vóór het solderen is het noodzakelijk om het oxide op het oppervlak van het vuurvaste metaal zorgvuldig te verwijderen. Dit kan door middel van mechanisch slijpen, zandstralen, ultrasoon reinigen of chemisch reinigen. Het solderen moet direct na het reinigen worden uitgevoerd.

Vanwege de inherente broosheid van W moeten w-onderdelen voorzichtig worden behandeld tijdens de componentassemblage om breuk te voorkomen. Om de vorming van bros wolfraamcarbide te voorkomen, moet direct contact tussen W en grafiet worden vermeden. Voorspanning als gevolg van voorlassen of lassen moet vóór het lassen worden geëlimineerd. W oxideert zeer gemakkelijk wanneer de temperatuur stijgt. De vacuümgraad moet hoog genoeg zijn tijdens het solderen. Wanneer solderen wordt uitgevoerd binnen het temperatuurbereik van 1000 ~ 1400 ℃, mag de vacuümgraad niet lager zijn dan 8 × 10-3 Pa. Om de hersmelttemperatuur en de gebruikstemperatuur van de verbinding te verbeteren, kan het soldeerproces worden gecombineerd met de diffusiebehandeling na het lassen. Zo wordt bijvoorbeeld b-ni68cr20si10fel soldeer gebruikt om W te solderen bij 1180 ℃. Na drie diffusiebehandelingen van 1070 ℃ /4 uur, 1200 ℃ /3,5 uur en 1300 ℃ /2 uur na het lassen kan de bedrijfstemperatuur van de gesoldeerde verbinding meer dan 2200 ℃ bereiken.

Bij het monteren van de gesoldeerde Mo-verbinding moet rekening worden gehouden met een kleine thermische uitzettingscoëfficiënt en de verbindingsspleet moet binnen het bereik van 0,05 ~ 0,13 mm liggen. Als een fitting wordt gebruikt, selecteer dan een materiaal met een kleine thermische uitzettingscoëfficiënt. Mo-rekristallisatie treedt op wanneer vlamsolderen, een oven met gecontroleerde atmosfeer, een vacuümoven, een inductieoven en weerstandsverwarming de rekristallisatietemperatuur overschrijden of wanneer de rekristallisatietemperatuur daalt door de diffusie van soldeerelementen. Daarom geldt: hoe korter de soldeertijd, hoe beter wanneer de soldeertemperatuur dicht bij de rekristallisatietemperatuur ligt. Bij solderen boven de rekristallisatietemperatuur van Mo moeten de soldeertijd en de afkoelsnelheid worden gecontroleerd om scheuren door te snelle afkoeling te voorkomen. Bij gebruik van autogeen vlamsolderen is het ideaal om een ​​gemengde flux te gebruiken, d.w.z. industriële boraat- of zilversoldeerflux plus hogetemperatuurflux met calciumfluoride, die een goede bescherming kan bieden. De methode bestaat uit het eerst aanbrengen van een laag zilversoldeervloeistof op het oppervlak van Mo en vervolgens een hogetemperatuursflux. De zilversoldeervloeistof is actief in een lager temperatuurbereik en de actieve temperatuur van de hogetemperatuursflux kan 1427 °C bereiken.

TA- of Nb-componenten worden bij voorkeur onder vacuüm gesoldeerd, waarbij de vacuümdruk minimaal 1,33 × 10-2 Pa bedraagt. Indien het solderen onder bescherming van een inert gas plaatsvindt, moeten gasverontreinigingen zoals koolmonoxide, ammoniak, stikstof en kooldioxide strikt worden verwijderd. Wanneer solderen of weerstandssolderen in de lucht plaatsvindt, moeten speciale soldeertoevoegmaterialen en geschikte vloeimiddelen worden gebruikt. Om te voorkomen dat TA of Nb bij hoge temperaturen in contact komt met zuurstof, kan een laag metallisch koper of nikkel op het oppervlak worden aangebracht en kan een overeenkomstige diffusie-gloeibehandeling worden uitgevoerd.