CN85100174A - 铍与某些金属(包括铍)或合金的铜扩散钎焊 - Google Patents

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Abstract

采用蒸气压低的铜焊料直接进行铍与某些金属(包括铍)或合金的扩散钎焊，工艺中的主要特征是，焊接前的铍及被焊金属或合金只需用一般去油方式清洗，避免了产生有毒物污染环境的危害。焊接时直接将铜焊料放置在被焊件之间，置于真空炉或惰性气体炉内加压进行铜扩散钎焊。该钎焊工艺可用于X射线管、β射线管、加速器等电真空器件中所用的输入和输出窗中，铍与其他金属和合金的焊接。

Description

本发明是关于铜扩散钎焊的工艺方法，特别是采用蒸气压低的铜焊料对于铍与某些金属（包括铍）或合金进行钎焊的工艺方法。
由于金属铍对幅射线的吸收量小，因而在一些电真空器件中用铍作为幅射线输出或输入的窗口，这样就提出了铍与其它金属或合金的焊接问题。作为真空器件的铍窗（譬如χ射线、β射线管输出窗）不仅要求焊缝具有漏速小于10-10升·托/秒的气密性而且要求所使用的焊料蒸气压低、不采用过渡焊接结构以及铍片处理工艺无毒害。现有铍的焊接技术是在铍-不锈钢或其他合金之间采用BAg-18（60%Ag，30%Cu及10%Sn）或BAg-19（纯Ag加0.2%Li）等钎焊料进行钎焊（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.Pleenum：New    York，N，Y.）铍与铍之间采用Ag、Ni和Au进行扩散焊（引自Grant，L.A.Joining    III    Diffusion    bonding    Beryllium    Sci.Technol.1979，2    275-96（Eng.）Edited    by    Floyd.Demisy;Lowe，John    N.Pleenum：New    York，N.Y.）
铍与蒙乃尔合金之间采用BAg-8（72%Ag，28%Cu），及BAg-17（60%Ag，30%Cu，10%Sn）以及纯Ag进行真空钎焊（引自T.G.Glenn;V.K.Grotsky，and    D.L.Keller，Vacuum    Brazing    Beryllium    to    Monel，Welding    Journal，61，10，1982    334-8）
并在焊前需对铍进行研磨，超声去油和酸溶液（2.9N HNO3、0.8N NH4F2）浸泡清洗等复杂工艺。国内现有焊接工艺中铍和不锈钢都需电镀一层铜，采用HIAgCu28（72%Ag～28%Cu）进行钎焊;或将不锈钢电镀Ni采用HIAgCu28，HIAg61Cu24In15和HIAg60Cu30Sn10等钎料与铍进行钎焊。上述焊接工艺存在的问题是均选用了含Ag的银基焊料，银的蒸汽压高已不能满足电真空器件对焊接提出的较高要求。〔引自陈銚生、彭自安的“电子管中AgCu焊料的蒸发”《电子管技术》第一期P54-56，1983年〕。此外，焊接前的工序处理中无论酸洗或电镀过程，均要产生有毒物质，对环境造成污染。
本发明的目的是找出对环境无污染的工艺处理方法;采用蒸气压低的焊料直接进行铍与某些金属或合金的气密焊接，其强度应满足电真空器件的要求。
本发明内容为采用蒸气压低的铜焊料直接进行铍片与某些金属或合金（例如不锈钢等）另件的扩散钎焊。铍片与金属或合金的焊接面成带有园角的平面几何形状。
扩散钎焊的全过程是先用去污粉、丙酮等常用的简单方法将铍片和被焊金属或合金另件进行去油清洗，然后将被焊金属或合金另件置于氢炉中于1000℃保温30分钟定型;铍片在真空炉内于950℃保温30分钟定型，以保持其平度。所采用铜焊料片的厚度为1mm以下，放置于铍与被焊金属或合金另件之间，两者之间的搭接宽度在5mm以下。将上述装配件放置于真空炉（真空度优于1×10-4托）或惰性气体炉内，加上大于50克/毫米2的压力（其方向垂直于焊接面），升温至915℃±15℃保温2-8分钟，进行扩散钎焊。
本发明的主要优点是（1）    采用了蒸气压低成本也低的铜焊料，代替现有技术中所使用的蒸气压高的银基焊接，从而满足了长寿命、高可靠的电真空器件的要求。（2）    焊接前的铍的处理以及被焊金属或合金另件的处理既不需要电镀也不需要酸洗，可避免含铍的剩余有毒洗液和镀液对环境的污染。用本发明方法焊接出的焊件，在强度、气密性、耐烘烤、耐热冲击等性能方面均能满足电真空器件的要求。该焊接工艺可用于χ射线管、β射线管、加速器等真空器件的输入和输出窗中的铍和其他金属或合金的气密焊接。
以下将结合附图对发明作进一步的实施举例。
图一为本发明的工艺流程图。
图二是依照本发明，焊接铍窗的装配图，其中〔1〕为铍金属〔2〕为铜焊料片，〔3〕为不锈钢（或其他金属、合金）另件，〔F〕为所加重物，把铍片、铜焊料片及被焊不锈钢另件按本说明书规范进行清洗定型工艺，再按图2位置装配，将装配件放入焊接炉内，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托真空度的真空炉内（或惰性气体炉内进行扩散焊接），升温至915℃±15℃并保温2-8分钟，保温完毕即可切断电源，随炉冷却至室温。
焊好的铍窗需做拉力实验，密封性能实验，耐烘烤、耐冲击等实验，实验结果均能满足电真空器件的要求，存放一年之后经检验，性能依旧不变。

Claims (4)

1、一种铍与某些金属(包括铍)或合金的扩散钎焊方法其特征在于(a)采用铜作为焊料进行扩散钎焊。(b)焊接前被焊金属或合金的处理以及铍的处理均只需采用通常的去油清洗，然后进行扩散钎焊。
2、根据权利要求1.所述的焊接工艺，采用的铜焊料厚度在1mm以下。铍和被焊金属或合金之间的搭接宽度在5mm以下。
3、根据权利要求1.焊接件置于真空炉（真空度优于1×10-4托）或惰性气体保护炉内进行扩散钎焊。焊接时外加压力大于50克/毫米2以上，压力方向垂直于焊接面。
4、根据权利要求1.扩散钎焊时升温至915℃±15℃并保温2-8分钟。
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