Spajkanje v vakuumski peči je relativno nova metoda spajkanja brez talila v vakuumskih pogojih. Ker spajkanje poteka v vakuumskem okolju, se lahko škodljiv vpliv zraka na obdelovanec učinkovito odpravi, zato se spajkanje lahko uspešno izvede brez uporabe talila. Uporablja se predvsem za spajkanje kovin in zlitin, ki jih je težko spajkati, kot so aluminijeve zlitine, titanove zlitine, superzlitine, ognjevzdržne zlitine in keramika. Spajkani spoj je svetel in gost, z dobrimi mehanskimi lastnostmi in odpornostjo proti koroziji. Oprema za vakuumsko spajkanje se običajno ne uporablja za iglasto varjenje ogljikovega jekla in nizkolegiranega jekla.
Oprema za spajkanje v vakuumski peči je sestavljena predvsem iz vakuumske spajkalne peči in vakuumskega sistema. Obstajata dve vrsti vakuumskih spajkalnih peči: vroči kamin in hladni kamin. Obe vrsti peči se lahko ogrevata z zemeljskim plinom ali električnim ogrevanjem. Lahko so zasnovane kot stransko nameščene peči, spodnje nameščene peči ali zgornje nameščene peči (tip Kang), vakuumski sistem pa je lahko univerzalen.
Vakuumski sistem vključuje predvsem vakuumsko enoto, vakuumski cevovod, vakuumski ventil itd. Vakuumska enota je običajno sestavljena iz rotacijske mehanske črpalke z lopaticami in oljne difuzijske črpalke. Mehanska črpalka za enkratno uporabo lahko doseže le manj kot 1,35 × stopnja vakuuma 10⁻¹ Pa. Za doseganje visokega vakuuma je treba hkrati uporabljati oljno difuzijsko črpalko, ki lahko v tem času doseže 1,35 × stopnja vakuuma 10⁻⁴ Pa. Tlak plina v sistemu se meri z vakuummetrom.
Spajkanje v vakuumski peči je spajkanje v peči ali spajkalni komori z odsesavanim zrakom. Posebej primerno je za spajkanje velikih in neprekinjenih spojev. Primerno je tudi za spajanje nekaterih posebnih kovin, vključno s titanom, cirkonijem, niobijem, molibdenom in tantalom. Vendar pa ima vakuumsko spajkanje tudi naslednje pomanjkljivosti:
① V vakuumskih pogojih kovina zlahka izhlapi, zato se spajkanje osnovne kovine in spajkanje hlapnih elementov ne smeta uporabljati za spajkanje. Po potrebi je treba sprejeti ustrezne kompleksne procesne ukrepe.
② Vakuumsko spajkanje je občutljivo na hrapavost površine, kakovost sestavljanja in toleranco prileganja spajkanih delov ter ima visoke zahteve glede delovnega okolja in teoretične ravni operaterjev.
③ Vakuumska oprema je kompleksna, z veliko enkratno naložbo in visokimi stroški vzdrževanja.
Kako torej izvesti postopek spajkanja v vakuumski peči? Pri spajkanju v vakuumski peči vstavite varjeni del z varjenjem v peč (ali v posodo za spajkanje), zaprite vrata peči (ali zaprite pokrov posode za spajkanje) in pred segrevanjem predhodno vakuumirajte. Najprej zaženite mehansko črpalko, nato pa, ko stopnja vakuuma doseže 1,35 Pa, obrnite krmilni ventil, zaprite neposredno pot med mehansko črpalko in pečjo za spajkanje, priključite cevovod na peč za spajkanje preko difuzijske črpalke, delajte v omejenem času z mehansko črpalko in difuzijsko črpalko, prečrpajte peč za spajkanje do zahtevane stopnje vakuuma in nato zaženite električno segrevanje.
Med celotnim postopkom dvigovanja temperature in segrevanja mora vakuumska enota neprekinjeno delovati, da vzdržuje stopnjo vakuuma v peči, izravnava uhajanje zraka na različnih stičiščih vakuumskega sistema in spajkalne peči, sproščanje plina in vodne pare, ki jo adsorbirajo stene peči, vpenjalo in varjenje, ter uparjanje kovine in oksida, da se zmanjša dejanski padec zraka. Obstajata dve vrsti vakuumskega spajkanja: spajkanje v visokem vakuumu in delno vakuumsko (srednje vakuumsko) spajkanje. Visoko vakuumsko spajkanje je zelo primerno za spajkanje osnovnih kovin, katerih oksid se težko razgradi (kot je superzlitina na osnovi niklja). Delno vakuumsko spajkanje se uporablja v primerih, ko osnovna kovina ali spajka upari pod temperaturo spajkanja in v pogojih visokega vakuuma.
Kadar je treba sprejeti posebne previdnostne ukrepe za zagotovitev visoke čistosti, je treba pred spajkanjem z suhim vodikom uporabiti metodo vakuumskega čiščenja. Podobno bo uporaba metode čiščenja z suhim vodikom ali inertnim plinom pred vakuumskim črpanjem pripomogla k doseganju boljših rezultatov pri spajkanju z visokim vakuumom.
Čas objave: 7. maj 2022