尽管有其优点,但直到最近,扩散焊接的使用一直受到更多实际考虑的限制。具体而言,炉腔的尺寸限制以及施加在零件整个表面区域上的压力大小和均匀性的限制。运行时间也很长,通常持续一整天。
如今,高真空热压机的进步使得卓越的压力控制和快速冷却系统能够改善粘合、提高产量并显著缩短周期时间。
例如,在施加压力的情况下,一体式单缸液压机可以施加一致的、可测量的力。但是,这对于具有更复杂几何形状的大型零件提供的控制非常少。为了改善力的分布,厚石墨压板(10至15英寸高)以更一致的压力将金属层配合在一起。不幸的是,这占用了熔炉空间,同时增加了加热金属表面的时间。
如今,PVA TePla等制造商提供带有大型压板的多缸系统,可容纳各种零件。最大的是该公司的MOV 853 HP,可以处理900毫米(35.43英寸)x 1,250毫米(49.21英寸)的基板,这对于扩散焊接来说是非常大的。压力为4000千牛。
通过独立控制每个气缸,集成式压机在整个表面上提供了非常一致的压力。MOV还在压板底部配备了内置压力传感器。可以在软件中调整单个液压缸,以根据传感器反馈在大面积范围内实现一致性。
PVA TePla优化了一种物理油墨测试方法,该方法可以识别基材上施加不均匀压力的区域。
帕拉米德斯说:“今天的设备提供了粘合过程中材料性能的详细测量结果。“这种有价值的反馈可以显示材料如何压缩,是否被压碎,是否形成了短暂的液体层-以及该过程的其他关键性能指标。”
验证粘合界面的完整性
为了确保接口的质量,Palamides建议通过无损检测技术分析样品,如扫描声学显微镜(SAM)或使用扫描电子显微镜/能量色散X射线光谱(SEM-EDS)进行更昂贵的分析。随后,可以对试验样品进行破坏性分析,并将其制成标准机械测试样品,以收集可重复的数据。
虽然人们对扩散焊接越来越感兴趣,但所有的应用都需要彻底的研究来优化连接过程。只有少数几家全球公司能够在整个过程中与制造商合作,并有能力就商业系统的采用提供建议。从一开始,与扩散焊接专家合作将为制造商提供从零件设计到量产的竞争优势。