激光钎焊在太空探索中的作用
钎焊合金对航空航天至关重要。钎焊用于整个行业,从航空发动机涡轮叶片到火箭喷嘴再到液压组件。在依赖极低故障率的行业中,钎焊产生的牢固结合有助于提高组件的可靠性和强度。
为什么在航空航天中使用钎焊
钎焊通过加热和熔化与两块金属结合的填料来连接两种金属。要被归类为钎焊,它必须在高于 450°C 的温度下进行。填料的熔化温度也必须低于两个金属片的熔化温度。在航空航天工业中使用钎焊的原因有很多。
- 多个零件可以一起加工。
- 可以同时形成多个关节。
- 零件变形最小,因为整个组件加热和冷却均匀。
- 可以连接具有不同热膨胀系数系数的异种材料,包括陶瓷。
贵金属钎焊合金
太空探索是昂贵的,必须尽可能地削减成本才能继续运行。钯金和黄金等贵金属稀缺,而且越来越稀有。因此,贵金属钎焊合金的制造成本越来越高。但是因为必须避免故障,所以不愿意停止使用贵金属钎焊合金。
大量的研究、开发和数据证明,贵金属钎焊合金是可靠的。航空航天业不想放弃它们的原因是可以理解的。幸运的是,制造商一直在研究和开发非贵金属合金。它们与贵金属同类产品一样坚固,但价格却只有其一小部分。
钎焊的现代进展
正在引入新的活性钎焊合金,它可以粘合金属和陶瓷。这些合金允许金属直接粘合到陶瓷上而无需金属化。这允许一些陶瓷传感器在需要的任何位置钎焊到航天器上。使用合适的合金进行钎焊至关重要,因为一旦工艺合格,故障就很少见。通常,整个组件都会失效,而不仅仅是钎焊接头。
无法通过传统工艺连接在一起的金属件可以使用激光钎焊作为替代方案。使用激光作为热源。当激光加热金属件并熔化钎焊时,部件之间的间隙充当毛细管,使钎焊流动并与部件结合。激光经常与机器人钎焊集成在一起。
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