Lutowanie twarde w piecu próżniowym to stosunkowo nowa metoda lutowania twardego bez topnika w warunkach próżni. Lutowanie w warunkach próżni pozwala skutecznie wyeliminować szkodliwy wpływ powietrza na obrabiany element, co pozwala na skuteczne lutowanie bez użycia topnika. Metoda ta jest stosowana głównie do lutowania metali i stopów trudno lutowalnych, takich jak stopy aluminium, stopy tytanu, nadstopy, stopy ogniotrwałe i ceramika. Lutowane złącze jest jasne i gęste, charakteryzuje się dobrymi właściwościami mechanicznymi i odpornością na korozję. Urządzenia do lutowania twardego w warunkach próżni zazwyczaj nie są stosowane do spawania igłowego stali węglowej i niskostopowej.
Sprzęt do lutowania w piecu próżniowym składa się głównie z pieca próżniowego i systemu próżniowego. Istnieją dwa rodzaje pieców próżniowych do lutowania: kominkowe z gorącym i kominkowe z zimnym obiegiem. Oba typy pieców mogą być ogrzewane gazem ziemnym lub elektrycznie. Mogą być zaprojektowane jako piec montowany z boku, z dołu lub z góry (typ Kang), a system próżniowy może być uniwersalny.
System próżniowy składa się głównie z jednostki próżniowej, rurociągu próżniowego, zaworu próżniowego itp. Jednostka próżniowa zazwyczaj składa się z mechanicznej pompy łopatkowej i pompy dyfuzyjnej oleju. Jednorazowa pompa mechaniczna może osiągnąć jedynie poziom próżni niższy niż 1,35 stopnia próżni na poziomie 10-1 Pa. Aby uzyskać wysoką próżnię, konieczne jest jednoczesne użycie pompy dyfuzyjnej oleju, która może osiągnąć poziom 1,35 stopnia próżni na poziomie 10-4 Pa. Ciśnienie gazu w systemie mierzy się za pomocą manometru próżniowego.
Lutowanie twarde w piecu próżniowym to lutowanie w piecu lub komorze lutowniczej z odsysaniem powietrza. Jest ono szczególnie odpowiednie do lutowania dużych i ciągłych połączeń. Nadaje się również do łączenia niektórych metali specjalnych, takich jak tytan, cyrkon, niob, molibden i tantal. Lutowanie twarde w próżni ma jednak również następujące wady:
① W warunkach próżni metal łatwo ulatnia się, dlatego lutowanie próżniowe nie powinno być stosowane do spawania metali bazowych i elementów lotnych. W razie potrzeby należy zastosować odpowiednie, złożone środki procesowe.
② Lutowanie próżniowe jest wrażliwe na chropowatość powierzchni, jakość montażu i tolerancję dopasowania lutowanych części, a także wiąże się z wysokimi wymaganiami co do środowiska pracy i poziomu teoretycznego operatorów.
③ Sprzęt próżniowy jest skomplikowany, wymaga dużej jednorazowej inwestycji i wysokich kosztów konserwacji.
Jak zatem przeprowadzić proces lutowania twardego w piecu próżniowym? Podczas lutowania twardego w piecu próżniowym, należy umieścić element spawany w piecu (lub w pojemniku lutowniczym), zamknąć drzwi pieca (lub pokrywę pojemnika lutowniczego) i wstępnie wytworzyć próżnię przed nagrzewaniem. Najpierw należy uruchomić pompę mechaniczną, po osiągnięciu podciśnienia 1,35 Pa obrócić zawór sterujący, zamknąć bezpośrednią drogę między pompą mechaniczną a piecem lutowniczym, podłączyć rurociąg do pieca lutowniczego poprzez pompę dyfuzyjną, pracować w ograniczonym czasie, polegając na pompie mechanicznej i pompie dyfuzyjnej, pompować piec lutowniczy do wymaganego poziomu podciśnienia, a następnie uruchomić nagrzewanie elektryczne.
Podczas całego procesu wzrostu temperatury i nagrzewania, jednostka próżniowa musi pracować nieprzerwanie, aby utrzymać odpowiedni poziom próżni w piecu, kompensować nieszczelności na stykach systemu próżniowego i pieca lutowniczego, uwalniać gaz i parę wodną zaadsorbowane przez ściany pieca, osprzęt i spoiny, a także ulatniać metal i tlenki, zmniejszając w ten sposób rzeczywisty spadek ciśnienia. Istnieją dwa rodzaje lutowania próżniowego: lutowanie w wysokiej próżni oraz lutowanie w częściowej próżni (średniej próżni). Lutowanie w wysokiej próżni doskonale nadaje się do lutowania metali nieszlachetnych, których tlenek jest trudno rozkładalny (np. nadstopów na bazie niklu). Lutowanie w częściowej próżni jest stosowane w przypadkach, gdy metal nieszlachetny lub lut ulatnia się pod wpływem temperatury lutowania i wysokiej próżni.
W przypadku konieczności podjęcia specjalnych środków ostrożności w celu zapewnienia wysokiej czystości, przed lutowaniem twardym wodorem należy zastosować metodę oczyszczania próżniowego. Podobnie, zastosowanie metody oczyszczania suchym wodorem lub gazem obojętnym przed pompowaniem próżniowym pomoże uzyskać lepsze rezultaty w lutowaniu twardym w wysokiej próżni.
Czas publikacji: 07-05-2022