真空擴(kuò)散焊接技術(shù)從40年代至今，已成為極具發(fā)展性的焊接技術(shù)。最初出現(xiàn)在電子工業(yè)中的釬焊銅和不銹鋼的部件后來(lái)也應(yīng)用于航空工業(yè)、核能工業(yè)，1959年開(kāi)始應(yīng)用于制造不銹鋼的板翼式熱交換器。目前廣泛應(yīng)用于空氣分離設(shè)備、石油化工廠、建筑機(jī)械、車、船、家電等工業(yè)部門的板翼式換熱器和冷卻器。真空擴(kuò)散焊接技術(shù)具有無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，因此近幾十年得到了快速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。

一、真空擴(kuò)散焊的優(yōu)點(diǎn)

1.真空擴(kuò)散焊，不使用軟釬料，顯著提高產(chǎn)品的耐腐蝕性，免除各種污染、無(wú)公害的處理設(shè)備費(fèi)，有良好的安全生產(chǎn)條件

2.真空擴(kuò)散焊不僅節(jié)約了大量昂貴的金屬釬料，而且不需要復(fù)雜的釬料清洗工序，降低了生產(chǎn)成本

3.真空擴(kuò)散焊料的潤(rùn)濕性和流動(dòng)性良好，可以焊接更復(fù)雜狹窄通道的器件，真空擴(kuò)散焊料可以提高產(chǎn)品的成品率，得到堅(jiān)固清潔的工作面

4.與其他方法相比，爐子內(nèi)部結(jié)構(gòu)及夾具等壽命長(zhǎng)，能夠降低爐子的修理費(fèi)用

5.適合真空擴(kuò)散焊接的材料很多，例如鋁、鋁合金、銅、銅合金、不銹鋼、合金鋼、低碳鋼、鈦、鎳、Inconei等可以在真空電爐中釬焊，設(shè)計(jì)者根據(jù)釬焊裝置的用途確定所需材料其中鋁和鋁合金應(yīng)用最廣泛。

二、真空擴(kuò)散焊的應(yīng)用

1.真空擴(kuò)散焊接在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用

在國(guó)外，美國(guó)普惠公司的JT9D發(fā)動(dòng)機(jī)蜂窩狀閉鎖環(huán)是用真空擴(kuò)散焊接環(huán)部件和蜂窩狀?yuàn)A層制造的。該發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料總管由主管和多個(gè)支管、噴嘴用真空擴(kuò)散焊組成，該發(fā)動(dòng)機(jī)的不銹鋼熱交換器由300根以上的不銹鋼管、隔板、殼體用真空擴(kuò)散焊組成，JT8D發(fā)動(dòng)機(jī)12、13級(jí)壓縮機(jī)靜子環(huán)采用真空擴(kuò)散焊制備內(nèi)外環(huán)和數(shù)十個(gè)葉片。美國(guó)GE的發(fā)動(dòng)機(jī)箱是將240多個(gè)0.25～0.7mm厚的柯尼卡合金部件分為3個(gè)階段進(jìn)行真空擴(kuò)散焊接而成的。在國(guó)內(nèi)，沈陽(yáng)黎明發(fā)動(dòng)機(jī)公司、成都發(fā)動(dòng)機(jī)公司分別對(duì)靜子環(huán)進(jìn)行真空擴(kuò)散焊接，用于海軍飛機(jī)。成都發(fā)動(dòng)機(jī)公司對(duì)燃料原管進(jìn)行真空擴(kuò)散焊接，并通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)試運(yùn)行。

真空擴(kuò)散焊接電爐是航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造中的主要釬焊設(shè)備，美國(guó)有200多臺(tái)真空擴(kuò)散焊接爐。在國(guó)內(nèi)，黎明發(fā)動(dòng)機(jī)制造公司、成都發(fā)動(dòng)機(jī)公司、北京航空技術(shù)研究所在70年代分別研制了中型單室真空擴(kuò)散焊接爐。北京航空技術(shù)研究所1964年與天津電爐廠合作開(kāi)發(fā)了半連續(xù)式真空擴(kuò)散焊接爐，西安航發(fā)動(dòng)機(jī)公司與易卜生公司的臥式真空電爐（爐身尺寸910×610×610mm），北京民航Amico公司為易卜生公司鐘罩式真空擴(kuò)散焊接電爐（爐身尺寸2300×1300mm），進(jìn)口的爐子均為微機(jī)控制溫度、程序自動(dòng)控制。目前，國(guó)內(nèi)數(shù)家公司已研制出可由微機(jī)進(jìn)行溫度控制、由程序自動(dòng)控制的大型高溫真空擴(kuò)散焊接電爐。

2.真空擴(kuò)散焊在工程機(jī)械上的應(yīng)用

真空擴(kuò)散焊中小釬頭為一例，中小釬頭廣泛應(yīng)用于冶金、地質(zhì)、煤炭、水利、鐵路、軍工等建設(shè)事業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1978年全國(guó)共消費(fèi)中小蠟頭約1萬(wàn)只，但目前使用量更大，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)起到了重要作用。

西北礦冶研究所1978年開(kāi)始研制真空擴(kuò)散焊中小釬頭，1980年通過(guò)冶金部技術(shù)鑒定，80年代已有年產(chǎn)10萬(wàn)只中小釬頭的生產(chǎn)線，產(chǎn)品供應(yīng)全國(guó)上百家礦山。該所生產(chǎn)的矸頭還在大廟鐵礦、湘東鎢礦、南京梅山鐵礦、紅透山銅礦、華銅銅礦等地進(jìn)行了數(shù)十次試驗(yàn)。鉆探不同類型的礦巖，經(jīng)受了堅(jiān)硬的花崗巖、難以鉆探的角巖以及堅(jiān)硬磨損性強(qiáng)的塊狀磁鐵礦格里克巖等的考驗(yàn)。φ42mm十字形釬頭與瑞典同型釬頭現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了開(kāi)挖花崗巖對(duì)比試驗(yàn)，平均使用壽命超過(guò)100m，達(dá)到瑞典釬頭水平，據(jù)調(diào)查，使用壽命提高1~1.5倍，給用戶帶來(lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

3.真空擴(kuò)散焊在車、船上的應(yīng)用

真空擴(kuò)散焊接的板翼式油冷卻器用于汽車和船。板翼式油冷卻器具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕等特點(diǎn)，是目前柴油機(jī)冷卻器的換代產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、船用柴油機(jī)等領(lǐng)域。我國(guó)生產(chǎn)這種板翼式油冷卻器的廠家為數(shù)不多，而且全部采用銀銅合金焊接，每臺(tái)要消耗150克銀，而采用無(wú)銀銅真空擴(kuò)散焊接工藝制作的冷卻器，不僅為國(guó)家節(jié)約了大量珍貴的銀氣密性好，釬焊產(chǎn)品經(jīng)過(guò)10kg·f/cm2的氣壓試驗(yàn)，無(wú)泄漏或泄漏現(xiàn)象，清潔度高，表面光澤好，在柴油機(jī)上使用，其傳熱性能達(dá)到機(jī)械工業(yè)部公布的t·柴油機(jī)板翼式水冷機(jī)油冷卻器“的規(guī)定指標(biāo)，在水中浸泡115小時(shí)表面無(wú)銹蝕，大大降低了生產(chǎn)成本。1984年捷克從英國(guó)引進(jìn)小型連續(xù)真空擴(kuò)散焊接電爐生產(chǎn)斯庫(kù)特卡車上的散熱器，年產(chǎn)量在1萬(wàn)臺(tái)以上。1971年，美國(guó)福特汽車公司開(kāi)始采用真釬焊技術(shù)來(lái)生產(chǎn)鋁制散熱器的核心部分。1984年生產(chǎn)的汽車散熱器中，鋁制占20%，隨后對(duì)旗下兩廠生產(chǎn)的鋁散熱器生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造，經(jīng)技術(shù)改造估計(jì)1985年達(dá)300萬(wàn)臺(tái)。福特公司之所以想對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造，是因?yàn)殇X散熱器重量輕、換熱性能好。因此，在福特汽車制造的客車、輕型卡車、帶蓬載重的汽車中，使用鋁制散熱器的量占90～95%。古河鋁工業(yè)在鋁、鋅、錳中添加0.2～0.3%鈣的合金——真空擴(kuò)散焊接汽車熱交換器散熱片用的新型合金（CF系列）正在大量生產(chǎn)?？勺鳛闊峤粺崞鞯纳崞饔?，新合金提高了耐腐蝕性和使用壽命。據(jù)推測(cè)，汽車熱交換器用鋁材中，歐洲占80~90%，美國(guó)占50%，日本占15%。因此，日本古河鋁工業(yè)公司推出CF系列新型鋁合金，必將對(duì)日本汽車熱交換器鋁材料化起到促進(jìn)作用。目前，一輛轎車采用真空擴(kuò)散焊的零部件有20多處，可見(jiàn)真空擴(kuò)散焊技術(shù)的作用大小、效果好、應(yīng)用廣泛。

4.真空擴(kuò)散焊接在空氣分離裝置上的應(yīng)用

用于空氣分離裝置的板翼式換熱器主要用于制造氧、氮、氬、稀有氣體。以前主要采用鹽浴浸漬釬焊制造板翅式換熱器，該工藝不僅能耗大、工藝過(guò)程復(fù)雜，而且腐蝕性強(qiáng)、環(huán)境污染嚴(yán)重、生產(chǎn)成本高、產(chǎn)品壽命低。由于真空擴(kuò)散焊接比鹽浴釬焊具有更多的優(yōu)點(diǎn)，因此有代替鹽溶釬焊而開(kāi)發(fā)真空擴(kuò)散焊接的傾向。1991年杭州制氧機(jī)廠引進(jìn)美國(guó)斯圖爾特沃納公司大型真空擴(kuò)散焊接爐和鋁制板翼式換熱器設(shè)計(jì)制造技術(shù)，可釬焊換熱器1200×1200×6000mm，工作壓力最高可達(dá)8.4MPa。杭州制氧機(jī)廠首臺(tái)真空擴(kuò)散焊接渦輪型氧壓機(jī)葉輪，以14500、16000、18060r/min三級(jí)轉(zhuǎn)速試驗(yàn)，分別進(jìn)行了3分鐘超速試驗(yàn)，但只有一根釬焊質(zhì)量差的葉片發(fā)現(xiàn)接縫脫落，其余部分均良好整個(gè)葉輪還沒(méi)有完全損壞。真空擴(kuò)散焊接葉輪的成功，大大提高了該廠窄流道葉輪的制造精度，因此不僅保證了設(shè)計(jì)性能指標(biāo)，降低了制造成本，同時(shí)縮短了生產(chǎn)周期。真空擴(kuò)散焊接葉輪制造技術(shù)的突破，將對(duì)推動(dòng)我國(guó)空分設(shè)備行業(yè)技術(shù)進(jìn)步發(fā)揮重要作用。由于真空擴(kuò)散焊具有諸多優(yōu)點(diǎn)，英國(guó)馬爾斯頓公司于1983年底關(guān)閉了鹽浴釬焊爐，但采用英國(guó)康薩克公司生產(chǎn)的FVB-114-120-240大型真空擴(kuò)散焊爐生產(chǎn)了低溫?zé)峤粨Q器。

5.石油化工中真空擴(kuò)散焊板翅式換熱器的使用

在石油化工中廣泛應(yīng)用真空擴(kuò)散焊接制造的板翼式換熱器，如：（1）石油化工煉油廠氣體回收，（2）日煤氣、焦?fàn)t煤氣的分離與回收，（3）日煤氣、油氣液化。板翼式換熱器具有處理量大、分離效果好、能耗低、純度高等優(yōu)點(diǎn)。因此，世界各國(guó)都非常重視真空擴(kuò)散焊接板翅式換熱器技術(shù)的發(fā)展。

6.真空擴(kuò)散焊接技術(shù)在金剛石工具上的應(yīng)用

釬焊金剛石工具又分為套焊和妊娠套兩種，套焊工具是將金剛石直接釬焊在基體表面孕鑲工具將金剛石和其他材料燒結(jié)成復(fù)合體金剛石復(fù)合體的燒結(jié)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是金剛石與基體材料之間的擴(kuò)散釬焊過(guò)程。金剛石工具的釬焊分為單層金剛石工具的釬焊、金剛石芯片的釬焊和PDC復(fù)合片的釬焊3種。有真空擴(kuò)散焊、高頻釬焊、火焰釬焊等方式，目前廣泛應(yīng)用于石材工具、木工工具、航天軍工等多個(gè)行業(yè)。

7.真空擴(kuò)散焊接技術(shù)在其他方式中的應(yīng)用

真空擴(kuò)散焊接技術(shù)用于機(jī)車散熱器、壓縮機(jī)中冷器、氟利昂和烷烴、烯烴類冷卻系統(tǒng)、鉆井機(jī)油冷卻器、燃?xì)廨啓C(jī)回?zé)崞?、大功率變壓器散熱器以及家用電器的?yīng)用，如真空擴(kuò)散焊接家用空調(diào)機(jī)和各電暖器的熱交換器芯棒。