首先,先简单介绍一下钎焊、扩散焊和过渡液相扩散焊。
钎焊是指在高温的作用下通过熔化的钎料或液相把不熔化的母材连接起来并形成冶金结合的连接方法。扩散焊是指在高温和压力的作用下,相互接触的材料表面产生原子间扩散,从而形成可靠连接的连接方法。介于钎焊与扩散焊之间的过渡液相扩散焊的基本操作过程与钎焊相似,但接头性能显著提高,因此在航空航天领域得到了广泛应用。
下面简单解释一下钎焊、扩散焊和过渡液相扩散焊的原理。
1)钎焊技术的原理
将熔点低于母材的钎料和被钎焊零件同时均匀加热至钎焊温度,钎料熔化而被钎焊零件保持固态。熔化钎料润湿母材并在毛细作用下填充接头间隙。在随后的保温过程中,液态钎料成分向母材中扩散,使得母材近缝区发生微量溶解并与钎料相互扩散,在降温冷却过程中接头形成冶金结合。
2)扩散焊技术的原理
在真空或保护气氛环境下,相互接触的待焊零件表面在一定温度和压力的作用下发生微观塑性变形形成紧密结合,界面处金属原子发生相互扩散,最终形成冶金结合接头。
3)过渡液相扩散焊(TLP)技术的原理
在待焊面预先放置成分相近但熔点低于母材的中间层,在保温过程中,中间层熔化并与母材发生成分扩散,使得接头在保温过程中发生等温凝固,在随后扩散过程中实现成分与组织的均匀化,最终获得高性能冶金结合。
目前,大功率电子元器件使用的铝合金水冷散热板一般都是使用钎焊或者扩散焊焊接的,由于电子元器件中存在大的电流,如果铝合金水冷散热板一旦出现漏冷却水,就会发生着火、爆炸事故。因此,铝合金水冷散热板必须进行无损检测,确保每块铝合金水冷散热板是绝对没有缺陷的,能够二十年运行不出现冷却水不泄漏。目前铝合金水冷散热板灵敏度最高的无损检测手段是水浸聚焦超声波成像。