钎焊是一种古老的连接方法，经历了漫长的发展过程，在各种焊接方法发明后，曾出现用其它焊接方法代替钎焊的趋势。然而，近几十年，钎焊在现代技术的基础上获得了极大的发展和日益广泛的应用。无论在钎焊方法上，还是钎料及钎剂成分上都不断有新的进展。它在航天、航空、汽车、化工、机械、电子和家电等军用和民用工业中得到广泛的应用，是当今高技术中一项精密的连接技术。钎焊与熔焊和压焊共同构成了现代焊接技术的三大主要组成部分。
真空钎焊是在真空气氛中，不用钎剂而进行钎焊的一种方法。其钎焊原理是通过将零件和钎料加热，使液相线温度比母材固相线温度低的钎料熔化，利用液态针料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互溶解和扩散而将零件连接起来。
随着科学技术的发展，在未来工业中将越来越多地采用新材料、新结构和新制造技术，连接技术作为制造技术的一个分支也将得到迅速发展。真空钎焊作为重要的连接技术，对于新材料的连接及复杂精细结构件的制造，具有独特的优越性和灵活性。
1Inconel718高温合金钎焊的工艺特性Inconel718性能特点：在650℃以下有屈服强度高和塑性好的特点，并有较高的耐蚀、耐辐照和抗氧化性能。焊接性好，易于成形。
为了提高Inconel718合金焊接接头的塑和韧性，开发了具有良好力学性能和热加工性能的镍基高温合金焊接材料。通过适当调整Inconel718高温合金中的碳和铌含量，并在一定工艺参数下进行熔敷，然后再进行扩散退火、固溶和时效处理。
根据Inconel718合金钎焊工艺要求，高温真空钎焊设备应具有如下工艺参数要求。
1.1真空度真空度分为冷态真空度和热态真空度。
冷态真空度是为了防止钎焊工件及炉内的元件被氧化。
热态真空度又称为工作真空度，是指从开始加热到充气冷却这段时间内的炉内真空度，这是由于加热时，工件和夹具要析出气体。同时使用的膏状钎料和粘带钎料也会由于粘结剂的挥发而产生气体。这些析出的气体都会不同程度地降低冷态真空度。但是在钎焊温度下，要求炉内真空度基本恢复到冷态真空度，所以在钎料固相线以下50℃～100℃增加稳定温度和保持时间来恢复真空度。
1.2加热速率加热速率是为了保证工件析出的气体和钎料挥发的气体能够被充分地抽出，同时还要使工件受热均匀，减少或防止骤热产生的应力引起的变形。
1.3稳定温度和保持时间稳定温度和保持时间是指钎焊时加热到接近钎料固相线附近的温度，并在此时暂停加热，保持这一温度一段时间。其目的是为了减少组件的温度梯度，使组件各部分的温度得以均匀。
1.4钎焊温度钎焊温度是钎焊过程的主要参数之一。在钎焊温度下，既要保证钎料完全熔化，在毛细作用下填充接头间隙，并与母材进行冶金作用；同时还应完成母材热处理程序中某一工序，提高钎焊接头力学性能。
1.5钎焊保温时间钎焊保温时间是钎料填充间隙和控制合金化作用的重要阶段，对于接头强度的影响与钎焊温度具有类似的特性。一定的保温时间是钎料同母材相互扩散并形成牢固结合所必需的。
1.6冷却速率冷却速率对接头质量有很大影响。冷却速率过慢会引起母材的品粒长大；冷却速率过快有利于细化焊缝组织，减少枝晶偏析，从而提高接头强度。但过快的冷却速度也会由于热应力而产生裂纹。
1.7出炉温度出炉温度过高会引起工件表面氧化，同时还会造成炉膛加热元件的污染。
2高温真空钎焊设备的结构特点为了满足高温合金的钎焊工艺，解决其关键技术，我们在设备的结构设计、热工设计、控温方式、热变形精度影响和冷却速度等方面都采取了一系列的措施，尤其是多面多区多控制技术的运用，使温度均匀性能够达到高精度控温。
钎焊设备主要组成部分包括炉体、加热室、镁捕集器、真空系统、强冷系统、水冷系统和电气控制等。
2.1炉体设计炉体为水平卧式圆形柱体，采用双层夹套冷壁结构，由双层厚钢板（为达到高的真空度，内外壁材料均选用优质不锈钢）卷筒后法兰焊接而成，此结构强度高，不易变形和错位，而且焊缝少，可以保证密封性能。夹套内通循环冷却水，并设有冷却水通道，使得炉筒内冷却水运行通畅，使炉体在使用过程中不会产生热变形。
炉体上装有水冷电极、测温热电偶、充放气装置、压力表和吊环等。并在侧筒上设置工件温度检测接口，可以连接多支工件热电偶，该接口还可以用于炉温均匀性的检测。
炉门为前开门夹套冷壁结构，采用双层椭圆封头（内外层壁材料均为优质不锈钢）与圆形法兰焊接而成，此结构强度高，可以耐很高的正负压，保证长期使用不变形。法兰上装有O形密封圈，关紧炉门即可抽真空。在炉门中部装有观察窗，用于观测炉内情况，同时配有电极引入和控温引入等装置。
炉门为侧向开启形式，通过转动铰链与炉体相连。
转动铰链为上下和前后可调节形式，便于安装调节。
预紧机构采用手轮手动压紧形式。
2.2加热室设计加热室是真空钎焊设备的心脏，钎焊设备各部分的设计都围绕着它进行。它决定着炉体的结构形式、几何尺寸、真空系统的配置、加热功率的大小、电控方式、升、降温速率和温度均匀性等。关系到整体设备的合理性、技术水平和经济性，也是保障钎焊工艺质量的基础。
作为关键技术的温度均匀性在高温钎焊中起着及其重要的作用，在工作区域内温度均匀有利于获得圆角均匀、光滑及牢固结合的钎焊接头。如果温度低于焊料熔点温度钎料不能完全熔化，温度高于焊料熔点温度，焊料就会流失。因此控制工作区内炉温均匀性±3℃就成为该设备的重点，采取五区加热和五区控温来保证炉温均匀性。
该设备加热室为圆形结构，主要由加热元件、辐射屏、绝热层和炉床等部件构成。大多数设备都采用三区加热，一点控温，炉温均匀性只能达到±5℃，而我们的设备为了保证炉温均匀性在±3℃之内，采用了五区加热，即在加热室内布置了五组加热带，门上一组，底屏一组，侧筒上布置三组。每组加热带对应有一根控温热电偶，分别与各自控温仪表相连，测量各自的温度，并根据主控温度仪表的设定来控制各加热区间在某段时间内按一定升温速度加热来达到某一设定值，若某加热带低于设定的升温速度，此时该控温仪表反馈给PLC，PLC再控制晶闸管调压器输出电流，从而控制加热带温度，这样就能很精确地控制各组加热带。采用这种控温方式，能够很好解决由于恒温区面积大炉内温度不均匀问题。
2.3强冷系统为了提高生产率，保证焊接质量，缩短工件在炉内的冷却时间，必须采取有效的循环冷却措施。关于循环冷却的方式大体上可以分为两种：一种是换热器放在炉壳内的所谓内循环方式；另一种是换热器置于炉外即所谓外循环方式。本炉设计时考虑节省空间，减小占地面积，采用了内循环冷却方式，主要由高压大风量离心风机、水冷式翅片管换热器和强冷风道等组成。
2.4镁捕集器设计为了防止焊接过程中产生的蒸气进入真空抽气机组污染油扩散泵，在抽气机组与炉体之间配置捕集器，捕集器由冷却水管与散热片组成。可以方便拆下便于维修，捕集器同时还可以防止扩散泵油返至炉体污染被处理工件2.5真空系统真空度在钎焊中起着保护、除气和净化的作用。
获得高的真空度又是真空钎焊的一大关键问题，以往我们采用的是国产机组，通过多次使用，我们发现它存在着返油、漏气和使用寿命短等很多问题，不能完全满足某些产品的工艺性能要求，而该设备采用了具有很大抽速、高极限真空度、高效冷却的机组，大大地缩短了抽空时间，提高了真空泵的使用寿命，同时也解决了返油和漏气等很多问题。
对于真空设备，我们更重视压升率这个关键技术，采用大抽速的机组可以提高抽气速度，但是炉内真空度的质量不一定能提高。为了保证真空度的质量，在炉体加工过程中，我们处处注意焊缝的焊接质量，尽量避免漏点，并尽可能减少焊缝。漏点检测也很重要，以往传统检漏方法不仅反应慢，而且设备必须抽到高真空才能检漏，这给检漏工作带来了很多不变。现在我们采用氦质谱检漏仪，操作简单，测量精度高，可以检测到10-8数量级的漏率，反应时间只有1s～2s的时间，同时还具有声音报警功能。
这不仅大大提高了工作效率，而且还保证了真空度的质量，使得设备的压升率能够达到0.2Pa/h.
为满足该设备极限真空度5×10-4Pa和压升率为0.2Pa/h的技术要求，我们采用了以油扩散泵作为主真空泵，前级泵选用旋片式机械真空泵，同时配合一台合适的罗茨泵组成三级高真空抽气机组。
2.6测量系统测量系统包括温度、时间和压力（真空度）的测量及控制。温度测量是在穿过辐射屏靠近工作区外装设热电偶敏感元件，用来控制温度。常用的热电偶为“铂-铂 铑13”或“铂-铂 铑10”。
真空度的测量用真空计。电阻真空计测量范围为低中真空，电离真空计测量范围为高真空和超高真空。真空钎焊炉要同时使用上述两种真空计，也可以使用复合真空计。
2.7电气控制多区加热元件的电源是由独立的磁性调压器供给。控制部分是由可控硅和微处理机组成的温度可编程控制与PLC组成的机械动作可编程控制组成，能够实现以下功能：（1）温度可编程控制，由温控制仪完成；（2）温度和真空度实时记录与显示，实时记录显示两种温度，控制热电偶温度和工件热电偶温度，工件热电偶监测工件焊缝内部温度，可以在线掌握工件状况，及时调整温度工艺参数；（3）真空泵运转、真空开关及其它机械动作可编程控制；（4）断水、断电、超温、过流、断流和误操作现象等均采用报警和互连锁保护。
3结论目前我们生产的高温真空钎焊设备，具有温度均匀性好（±3℃）、真空度高和压升率好（0.2Pa/h）等优点。该设备的研制生产有着很大的发展前景，同时也为高温钎焊工艺技术进步起到了积极的推动作用。 来源:http://www.dianhanji.org/ypnew_view.asp?id=464
