1. Soldar
Para la soldadura fuerte con tungsteno (W) se pueden utilizar todo tipo de soldaduras con una temperatura inferior a 3000 ℃, y para componentes con una temperatura inferior a 400 ℃ se pueden utilizar soldaduras a base de cobre o plata. Para componentes que se utilizan entre 400 ℃ y 900 ℃, se suelen utilizar metales de aporte a base de oro, manganeso, paladio o broca. Para componentes que se utilizan por encima de 1000 ℃, se utilizan principalmente metales puros como Nb, Ta, Ni, Pt, PD y Mo. La temperatura de trabajo de los componentes soldados con soldadura a base de platino ha alcanzado los 2150 ℃. Si se realiza un tratamiento de difusión a 1080 ℃ después de la soldadura fuerte, la temperatura máxima de trabajo puede alcanzar los 3038 ℃.
La mayoría de las soldaduras utilizadas para la soldadura fuerte de tungsteno (W) también se pueden usar para la soldadura fuerte de molibdeno (Mo). Las soldaduras a base de cobre o plata son adecuadas para componentes de Mo que operan por debajo de 400 °C. Para dispositivos electrónicos y piezas no estructurales que operan entre 400 y 650 °C, se pueden utilizar soldaduras de Cu-Ag, Au-Ni, PD-Ni o Cu-Ni. Para componentes que operan a temperaturas más elevadas, se pueden utilizar metales de aporte a base de titanio u otros metales puros con altos puntos de fusión. Cabe destacar que, por lo general, no se recomiendan los metales de aporte a base de manganeso, cobalto o níquel para evitar la formación de compuestos intermetálicos frágiles en las uniones soldadas.
Cuando se utilizan componentes TA o Nb por debajo de 1000 ℃, se pueden seleccionar inyecciones a base de cobre, manganeso, cobalto, titanio, níquel, oro y paladio, incluyendo Cu Au, Au Ni, PD Ni y Pt Au_ Ni y Cu Sn tienen buena humectabilidad para TA y Nb, buena formación de cordón de soldadura y alta resistencia de unión. Como los metales de aporte a base de plata tienden a hacer que los metales de soldadura sean quebradizos, deben evitarse en la medida de lo posible. Para componentes utilizados entre 1000 ℃ y 1300 ℃, se deben seleccionar metales puros Ti, V, Zr o aleaciones basadas en estos metales que formen un estado sólido y líquido infinito con ellos como metales de aporte para soldadura. Cuando la temperatura de servicio es más alta, se puede seleccionar el metal de aporte que contiene HF.
W. Consulte la tabla 13 para conocer los metales de aporte para soldadura fuerte de Mo, Ta y Nb a alta temperatura.
Tabla 13. Metales de aporte para soldadura fuerte a alta temperatura de metales refractarios.
2. Tecnología de soldadura fuerte
Antes de soldar, es necesario eliminar cuidadosamente el óxido de la superficie del metal refractario. Se pueden utilizar el esmerilado mecánico, el chorro de arena, la limpieza ultrasónica o la limpieza química. La soldadura debe realizarse inmediatamente después del proceso de limpieza.
Debido a la fragilidad inherente del W, las piezas de W deben manipularse con cuidado durante el ensamblaje para evitar roturas. Para prevenir la formación de carburo de tungsteno quebradizo, debe evitarse el contacto directo entre el W y el grafito. Las tensiones previas debidas al procesamiento previo a la soldadura o a la soldadura deben eliminarse antes de soldar. El W se oxida fácilmente cuando aumenta la temperatura. El grado de vacío debe ser suficientemente alto durante la soldadura fuerte. Cuando la soldadura fuerte se realiza dentro del rango de temperatura de 1000 ~ 1400 ℃, el grado de vacío no debe ser inferior a 8 × 10⁻³ Pa. Para mejorar la temperatura de refundición y la temperatura de servicio de la unión, el proceso de soldadura fuerte puede combinarse con un tratamiento de difusión después de la soldadura. Por ejemplo, se utiliza soldadura b-ni68cr20si10fel para soldar W a 1180 ℃. Tras tres tratamientos de difusión a 1070 ℃/4 h, 1200 ℃/3,5 h y 1300 ℃/2 h después de la soldadura, la temperatura de servicio de la junta soldada puede alcanzar más de 2200 ℃.
Se debe tener en cuenta el pequeño coeficiente de dilatación térmica al ensamblar la junta soldada de Mo, y la separación de la junta debe estar dentro del rango de 0,05 ~ 0,13 mm. Si se utiliza un dispositivo de sujeción, seleccione un material con un pequeño coeficiente de dilatación térmica. La recristalización del Mo ocurre cuando la soldadura fuerte a la llama, el horno de atmósfera controlada, el horno de vacío, el horno de inducción y el calentamiento por resistencia superan la temperatura de recristalización o la temperatura de recristalización disminuye debido a la difusión de los elementos de soldadura. Por lo tanto, cuando la temperatura de soldadura fuerte está cerca de la temperatura de recristalización, cuanto menor sea el tiempo de soldadura fuerte, mejor. Cuando se suelda fuerte por encima de la temperatura de recristalización del Mo, el tiempo de soldadura fuerte y la velocidad de enfriamiento deben controlarse para evitar el agrietamiento causado por un enfriamiento demasiado rápido. Cuando se utiliza soldadura fuerte a la llama oxiacetilénica, es ideal utilizar un fundente mixto, es decir, un fundente de soldadura fuerte de borato industrial o de plata más un fundente de alta temperatura que contenga fluoruro de calcio, que puede proporcionar una buena protección. El método consiste en aplicar primero una capa de fundente de plata para soldadura fuerte sobre la superficie de Mo, y luego una capa de fundente de alta temperatura. El fundente de plata tiene actividad en un rango de temperatura más bajo, mientras que la temperatura de activación del fundente de alta temperatura puede alcanzar los 1427 ℃.
Los componentes de TA o Nb se sueldan preferiblemente al vacío, con un grado de vacío no inferior a 1,33 × 10⁻² Pa. Si la soldadura se realiza bajo atmósfera inerte, deben eliminarse estrictamente las impurezas gaseosas como el monóxido de carbono, el amoníaco, el nitrógeno y el dióxido de carbono. Cuando la soldadura o la soldadura por resistencia se realizan al aire, se debe utilizar un metal de aporte especial y un fundente adecuado. Para evitar que el TA o el Nb entren en contacto con el oxígeno a alta temperatura, se puede depositar una capa de cobre o níquel metálico sobre la superficie y realizar el correspondiente tratamiento térmico de difusión.
Fecha de publicación: 13 de junio de 2022