يختلف نوع الشبكة ونقطة الانصهار والتوصيل الحراري ومعامل التمدد الخطي والتركيب الكيميائي لألواح النحاس والتيتانيوم اختلافًا كبيرًا، لذلك من الصعب جدًا اللحام.
1. اللحامات عرضة للمسام
(1) يتمتع النحاس والتيتانيوم بقدرات قوية على امتصاص الهيدروجين عند درجات حرارة عالية، والهيدروجين أكثر قابلية للذوبان في النحاس السائل والتيتانيوم.
(2) يتم توليد الغاز في حوض التفاعل المعدني ذو درجة الحرارة العالية.
(3) يتم غمر غاز الأكسجين والنيتروجين حول منطقة اللحام في البركة المنصهرة. أثناء عملية تبلور البركة المنصهرة، لا يمكن لكل الغاز الهروب من سطح البركة المنصهرة ويبقى في اللحام لتكوين المسام.
2. الوصلات الملحومة عرضة للتشققات
عندما يتم لحام النحاس والتيتانيوم، يمكن أن يتشكل سهل الانصهار والهيدريد على الجوانب المعدنية للمادتين الأساسيتين، مما قد يسبب تشققات بسهولة تحت تأثير إجهاد اللحام.
(1) يشكل النحاس والبزموت أ (Cu+Bi) سهل الانصهار بنقطة سهلة الانصهار تبلغ 270 درجة.
(2) يشكل النحاس والألومنيوم مادة (Cu+Pb) سهلة الانصهار بنقطة سهلة الانصهار تبلغ 326 درجة.
(3) يشكل النحاس وكبريتيد الحديدوز مادة سهلة الانصهار (Cu+Cu2O) بنقطة سهلة الانصهار تبلغ 1067 درجة.
(4) يتشكل هيدريد TiH2 الشبيه بالرقائق على الجانب المعدني للمادة الأساسية من التيتانيوم، مما يسبب التقصف الهيدروجيني.
(5) تختلف معاملات التمدد الخطي للنحاس والتيتانيوم بأكثر من مرة، مما ينتج عنه ضغط أكبر أثناء اللحام.
3. الخواص الميكانيكية للوصلات الملحومة منخفضة
(1) يمكن لفيلم الأكسيد أن يضعف الترابط الحبيبي بين النحاس والتيتانيوم. على سبيل المثال، عندما يصل محتوى الأكسجين في اللحام إلى 0.38%، تنخفض زاوية ثني الوصلة من 180 درجة إلى 120 درجة.
(2) كمية كبيرة من سهل الانصهار والهيدريدات تقلل بشكل كبير من مرونة وصلابة المفاصل الملحومة.
(3) الذوبان المتبادل للنحاس والتيتانيوم صغير جدًا، وتتشكل المركبات بين المعادن بسهولة عند درجات حرارة عالية. مثل Ti2Cu، وTiCu، وTi3Cu4، وTi2Cu3، وTiCu2، وTiCu4، والتي تزيد من الهشاشة، وتقلل من اللدونة، وتقلل بشكل كبير من مقاومة التآكل لمعدن اللحام.
يمكن الحصول على وصلات لحام ممتازة عن طريق اللحام بالانتشار الفراغي، واللحام بقوس الأرجون، واللحام بقوس البلازما، والنحاس، ولحام شعاع الإلكترون بين النحاس والتيتانيوم أو سبائك التيتانيوم.
على سبيل المثال: يتم استخدام اللحام بالانتشار الفراغي. خصائص لحام نشر الفراغ هي أن المفاصل لا تتأكسد، وطبقات اللحام لها مظهر جميل، وجودة المنتج جيدة. عملية التشغيل الرئيسية هي: قبل اللحام، يتم تنظيف المعدن الأساسي النحاسي (مثل T2) باستخدام ثلاثي كلور الإيثيلين لإزالة بقع الزيت والشوائب الأخرى. ثم يتم حفره في محلول حمض الكبريتيك 10% لمدة دقيقة واحدة، ثم غسله بالماء المقطر، ثم تلدينه. درجة حرارة التلدين هي 820 ~ 830 درجة ووقت التلدين هو 10 دقائق.
بعد تنظيف معدن قاعدة التيتانيوم (TA2) باستخدام ثلاثي كلورو إيثيلين، استخدم طريقة الاهتزاز لحفره لمدة 4 دقائق في جزء حجمي 2% من HF وجزء حجمي 50% من محلول مائي HNO3 لإزالة طبقة الأكسيد، ثم قم بتنظيفه مع الماء والكحول.
(4) قم بتجميع المعدنين الأساسيين المنظفين وفقاً لمتطلبات العملية، ثم ضعهما في فرن فراغي للحام. معلمات اللحام هي: درجة حرارة اللحام 810 درجة ±10 درجة، الضغط 5~10MPa، الوقت 10 دقائق، ودرجة الفراغ 1.3332×10-8~1.3332×10-9MPa. يمكن إضافة طبقة انتشار وسيطة بين المعدنين الأساسيين. عادةً ما تكون مادة طبقة الانتشار عبارة عن معدن النيوبيوم، أو لا يلزم وجود طبقة انتشار وسيطة. قم بتنظيف سطح المفصل بعناية بعد اللحام.
إذا تم استخدام لحام قوس الأرجون لحام النحاس والتيتانيوم، فإن اختيار أقطاب تنغستن السيريوم يمكن أن يحسن جودة اللحام ويفيد صحة الإنسان. على سبيل المثال، عند لحام سبائك النحاس (QCr0.5) وسبائك التيتانيوم (TC2)، يمكن استخدام النيوبيوم كمادة طبقة انتقالية، وتكون درجة نقاء الأرجون 99.8% للحصول على وصلات عالية الجودة.
