專利名稱:鈹與某些金屬(包括鈹)或合金的銅擴散釬焊的制作方法
本發(fā)明是關于銅擴散釬焊的工藝方法，特別是采用蒸氣壓低的銅焊料對于鈹與某些金屬(包括鈹)或合金進行釬焊的工藝方法。
由于金屬鈹對幅射線的吸收量小，因而在一些電真空器件中用鈹作為幅射線輸出或輸入的窗口，這樣就提出了鈹與其它金屬或合金的焊接問題。作為真空器件的鈹窗(譬如χ射線、β射線管輸出窗)不僅要求焊縫具有漏速小于10-10升·托/秒的氣密性而且要求所使用的焊料蒸氣壓低、不采用過渡焊接結構以及鈹片處理工藝無毒害?，F(xiàn)有鈹?shù)暮附蛹夹g是在鈹-不銹鋼或其他合金之間采用BAg-18(60%Ag，30%Cu及10%Sn)或BAg-19(純Ag加0.2%Li)等釬焊料進行釬焊(引自Grant，L.A.Joining.II Brazing and Solderding，Beryllium Sci.Technol.，1979，2，249-73(Eng.).by Floyd.Dennish R.;Lowe，John N.PleenumNew York，N，Y.)鈹與鈹之間采用Ag、Ni和Au進行擴散焊(引自Grant，L.A.Joining III Diffusion bonding Beryllium Sci.Technol.1979，2 275-96(Eng.)Edited by Floyd.Demisy;Lowe，John N.PleenumNew York，N.Y.)鈹與蒙乃爾合金之間采用BAg-8(72%Ag，28%Cu)，及BAg-17(60%Ag，30%Cu，10%Sn)以及純Ag進行真空釬焊(引自T.G.Glenn;V.K.Grotsky，and D.L.Keller，Vacuum Brazing Beryllium to Monel，Welding Journal，61，10，1982 334-8)并在焊前需對鈹進行研磨，超聲去油和酸溶液(2.9N HNO3、0.8N NH4F2)浸泡清洗等復雜工藝。國內現(xiàn)有焊接工藝中鈹和不銹鋼都需電鍍一層銅，采用HIAgCu28(72%Ag～28%Cu)進行釬焊;或將不銹鋼電鍍Ni采用HIAgCu28，HIAg61Cu24In15和HIAg60Cu30Sn10等釬料與鈹進行釬焊。上述焊接工藝存在的問題是均選用了含Ag的銀基焊料，銀的蒸汽壓高已不能滿足電真空器件對焊接提出的較高要求?！惨躁愩撋?、彭自安的“電子管中AgCu焊料的蒸發(fā)”《電子管技術》第一期P54-56，1983年〕。此外，焊接前的工序處理中無論酸洗或電鍍過程，均要產生有毒物質，對環(huán)境造成污染。
本發(fā)明的目的是找出對環(huán)境無污染的工藝處理方法;采用蒸氣壓低的焊料直接進行鈹與某些金屬或合金的氣密焊接，其強度應滿足電真空器件的要求。
本
發(fā)明內容為采用蒸氣壓低的銅焊料直接進行鈹片與某些金屬或合金(例如不銹鋼等)另件的擴散釬焊。鈹片與金屬或合金的焊接面成帶有園角的平面幾何形狀。
擴散釬焊的全過程是先用去污粉、丙酮等常用的簡單方法將鈹片和被焊金屬或合金另件進行去油清洗，然后將被焊金屬或合金另件置于氫爐中于1000℃保溫30分鐘定型;鈹片在真空爐內于950℃保溫30分鐘定型，以保持其平度。所采用銅焊料片的厚度為1mm以下，放置于鈹與被焊金屬或合金另件之間，兩者之間的搭接寬度在5mm以下。將上述裝配件放置于真空爐(真空度優(yōu)于1×10-4托)或惰性氣體爐內，加上大于50克/毫米2的壓力(其方向垂直于焊接面)，升溫至915℃±15℃保溫2-8分鐘，進行擴散釬焊。
本發(fā)明的主要優(yōu)點是(1) 采用了蒸氣壓低成本也低的銅焊料，代替現(xiàn)有技術中所使用的蒸氣壓高的銀基焊接，從而滿足了長壽命、高可靠的電真空器件的要求。(2) 焊接前的鈹?shù)奶幚硪约氨缓附饘倩蚝辖鹆砑奶幚砑炔恍枰婂円膊恍枰嵯?，可避免含鈹?shù)氖Ｓ嘤卸鞠匆汉湾円簩Νh(huán)境的污染。用本發(fā)明方法焊接出的焊件，在強度、氣密性、耐烘烤、耐熱沖擊等性能方面均能滿足電真空器件的要求。該焊接工藝可用于χ射線管、β射線管、加速器等真空器件的輸入和輸出窗中的鈹和其他金屬或合金的氣密焊接。
以下將結合附圖對發(fā)明作進一步的實施舉例。
圖一為本發(fā)明的工藝流程圖。
圖二是依照本發(fā)明，焊接鈹窗的裝配圖，其中〔1〕為鈹金屬〔2〕為銅焊料片，〔3〕為不銹鋼(或其他金屬、合金)另件，〔F〕為所加重物，把鈹片、銅焊料片及被焊不銹鋼另件按本說明書規(guī)范進行清洗定型工藝，再按圖2位置裝配，將裝配件放入焊接爐內，在焊件上加重力F，使焊接面每平方毫米受力大于50克然后在高于1×10-4托真空度的真空爐內(或惰性氣體爐內進行擴散焊接)，升溫至915℃±15℃并保溫2-8分鐘，保溫完畢即可切斷電源，隨爐冷卻至室溫。
焊好的鈹窗需做拉力實驗，密封性能實驗，耐烘烤、耐沖擊等實驗，實驗結果均能滿足電真空器件的要求，存放一年之后經檢驗，性能依舊不變。
權利要求
1.一種鈹與某些金屬(包括鈹)或合金的擴散釬焊方法其特征在于(a)采用銅作為焊料進行擴散釬焊。(b)焊接前被焊金屬或合金的處理以及鈹?shù)奶幚砭恍璨捎猛ǔ５娜ビ颓逑矗缓筮M行擴散釬焊。
2.根據(jù)權利要求
1.所述的焊接工藝，采用的銅焊料厚度在1mm以下。鈹和被焊金屬或合金之間的搭接寬度在5mm以下。
3.根據(jù)權利要求
1.焊接件置于真空爐(真空度優(yōu)于1×10-4托)或惰性氣體保護爐內進行擴散釬焊。焊接時外加壓力大于50克/毫米2以上，壓力方向垂直于焊接面。
4.根據(jù)權利要求
1.擴散釬焊時升溫至915℃±15℃并保溫2-8分鐘。
專利摘要
采用蒸氣壓低的銅焊料直接進行鈹與某些金屬(包括鈹)或合金的擴散釬焊，工藝中的主要特征是，焊接前的鈹及被焊金屬或合金只需用一般去油方式清洗，避免了產生有毒物污染環(huán)境的危害。焊接時直接將銅焊料放置在被焊件之間，置于真空爐或惰性氣體爐內加壓進行銅擴散釬焊。該釬焊工藝可用于X射線管、β射線管、加速器等電真空器件中所用的輸入和輸出窗中，鈹與其他金屬和合金的焊接。
文檔編號B23K20/00GK85100174SQ85100174
公開日1986年8月20日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者劉序芝, 田招弟, 袁保玲 申請人:電子工業(yè)部第十二研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan