La soldadura fuerte en horno de vacío es un método relativamente nuevo que se realiza sin fundente y en condiciones de vacío. Gracias a este entorno, se elimina eficazmente el efecto nocivo del aire sobre la pieza, lo que permite soldar con éxito sin necesidad de fundente. Se utiliza principalmente para soldar metales y aleaciones difíciles de soldar, como aleaciones de aluminio, titanio, superaleaciones, aleaciones refractarias y cerámica. La unión soldada es brillante y densa, con buenas propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión. Generalmente, los equipos de soldadura fuerte al vacío no se utilizan para la soldadura por aguja de acero al carbono ni de acero de baja aleación.
El equipo de soldadura fuerte en horno de vacío se compone principalmente de un horno de soldadura fuerte al vacío y un sistema de vacío. Existen dos tipos de hornos de soldadura fuerte al vacío: de hogar caliente y de hogar frío. Ambos tipos de hornos pueden calentarse con gas natural o electricidad. Pueden diseñarse con estructura de horno de montaje lateral, de montaje inferior o de montaje superior (tipo Kang), y el sistema de vacío puede ser universal.
El sistema de vacío incluye principalmente una unidad de vacío, tuberías de vacío, válvulas de vacío, etc. La unidad de vacío suele estar compuesta por una bomba mecánica de paletas rotativas y una bomba de difusión de aceite. Una sola bomba mecánica solo puede alcanzar un vacío inferior a 1,35 × 10⁻¹ Pa. Para obtener un alto vacío, se debe utilizar simultáneamente la bomba de difusión de aceite, que puede alcanzar 1,35 × 10⁻⁴ Pa. La presión del gas en el sistema se mide con un manómetro de vacío.
La soldadura fuerte en horno de vacío consiste en soldar dentro de un horno o cámara de soldadura con extracción de aire. Es especialmente adecuada para soldar uniones grandes y continuas. También es apropiada para unir algunos metales especiales, como titanio, circonio, niobio, molibdeno y tantalio. Sin embargo, la soldadura fuerte al vacío también presenta las siguientes desventajas:
① En condiciones de vacío, el metal se volatiliza fácilmente, por lo que no se debe utilizar la soldadura fuerte al vacío para elementos volátiles en la soldadura del metal base. Si es necesario, se deben adoptar medidas de proceso complejas.
② La soldadura fuerte al vacío es sensible a la rugosidad de la superficie, la calidad del ensamblaje y la tolerancia de ajuste de las piezas soldadas, y tiene altos requisitos para el entorno de trabajo y el nivel teórico de los operadores.
③ Los equipos de vacío son complejos, requieren una gran inversión inicial y tienen altos costos de mantenimiento.
Entonces, ¿cómo se lleva a cabo el proceso de soldadura fuerte en un horno de vacío? Para soldar en un horno de vacío, coloque la pieza a soldar dentro del horno (o en el recipiente de soldadura), cierre la puerta del horno (o la tapa del recipiente de soldadura) y realice un pre-vacío antes del calentamiento. Encienda primero la bomba mecánica, gire la válvula de dirección cuando el grado de vacío alcance 1,35 Pa, cierre el paso directo entre la bomba mecánica y el horno de soldadura, conecte la tubería con el horno de soldadura a través de la bomba de difusión, trabaje dentro de un tiempo limitado utilizando la bomba mecánica y la bomba de difusión, bombee el horno de soldadura hasta el grado de vacío requerido y luego inicie el calentamiento eléctrico.
Durante todo el proceso de aumento de temperatura y calentamiento, la unidad de vacío debe trabajar continuamente para mantener el grado de vacío en el horno, compensar las fugas de aire en las diversas interfaces del sistema de vacío y el horno de soldadura, la liberación de gas y vapor de agua adsorbidos por la pared del horno, el accesorio y la soldadura, y la volatilización del metal y el óxido, para así reducir la caída de aire real. Existen dos tipos de soldadura al vacío: soldadura al vacío alto y soldadura al vacío parcial (vacío medio). La soldadura al vacío alto es muy adecuada para soldar metales base cuyo óxido es difícil de descomponer (como las superaleaciones de níquel). La soldadura al vacío parcial se utiliza en los casos en que el metal base o la soldadura se volatilizan bajo la temperatura de soldadura y las condiciones de vacío alto.
Cuando se requieran precauciones especiales para garantizar una alta pureza, se deberá emplear el método de purificación al vacío antes de la soldadura fuerte con hidrógeno seco. De igual manera, el uso de hidrógeno seco o un método de purificación con gas inerte antes del bombeo al vacío contribuirá a obtener mejores resultados en la soldadura fuerte a alto vacío.
Fecha de publicación: 7 de mayo de 2022