ผลการเชื่อมของเตาเชื่อมประสานสุญญากาศเป็นอย่างไร

การเชื่อมประสานในเตาสุญญากาศเป็นวิธีการเชื่อมประสานแบบใหม่ที่ค่อนข้างใหม่ โดยไม่ใช้ฟลักซ์ภายใต้สภาวะสุญญากาศ เนื่องจากการเชื่อมประสานเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมสุญญากาศ ผลกระทบที่เป็นอันตรายของอากาศต่อชิ้นงานจึงถูกกำจัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้สามารถทำการเชื่อมประสานได้สำเร็จโดยไม่ต้องใช้ฟลักซ์ วิธีนี้ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการเชื่อมประสานโลหะและโลหะผสมที่เชื่อมประสานได้ยาก เช่น โลหะผสมอะลูมิเนียม โลหะผสมไทเทเนียม โลหะผสมพิเศษ โลหะผสมทนความร้อน และเซรามิก รอยเชื่อมประสานที่ได้จะมีความเงางามและหนาแน่น มีคุณสมบัติทางกลที่ดีและทนต่อการกัดกร่อน อุปกรณ์เชื่อมประสานสุญญากาศโดยทั่วไปจะไม่ใช้สำหรับการเชื่อมแบบเข็มของเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าอัลลอยต่ำ

อุปกรณ์การเชื่อมประสานในเตาสุญญากาศส่วนใหญ่ประกอบด้วยเตาเชื่อมประสานสุญญากาศและระบบสุญญากาศ เตาเชื่อมประสานสุญญากาศมีสองประเภท ได้แก่ แบบเตาเผาความร้อนและแบบเตาเผาความเย็น เตาทั้งสองประเภทสามารถให้ความร้อนได้ด้วยก๊าซธรรมชาติหรือไฟฟ้า และสามารถออกแบบให้มีโครงสร้างแบบติดตั้งด้านข้าง แบบติดตั้งด้านล่าง หรือแบบติดตั้งด้านบน (แบบคัง) และระบบสุญญากาศสามารถใช้ได้กับทุกวัสดุ

ระบบสุญญากาศส่วนใหญ่ประกอบด้วยชุดสุญญากาศ ท่อส่งสุญญากาศ วาล์วสุญญากาศ เป็นต้น ชุดสุญญากาศมักประกอบด้วยปั๊มกลไกแบบใบพัดหมุนและปั๊มแบบใช้น้ำมัน ปั๊มกลไกเพียงอย่างเดียวสามารถสร้างสุญญากาศได้ต่ำกว่า 1.35 × ระดับ 10⁻¹ Pa เท่านั้น เพื่อให้ได้สุญญากาศสูง ต้องใช้ปั๊มแบบใช้น้ำมันร่วมด้วย ซึ่งสามารถสร้างสุญญากาศได้ถึง 1.35 × ระดับ 10⁻⁴ Pa ความดันก๊าซในระบบจะวัดด้วยเกจวัดสุญญากาศ

การเชื่อมประสานในเตาสุญญากาศ คือการเชื่อมประสานในเตาหรือห้องเชื่อมประสานโดยดูดอากาศออกไป เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมประสานรอยต่อขนาดใหญ่และต่อเนื่อง นอกจากนี้ยังเหมาะสำหรับการเชื่อมต่อโลหะพิเศษบางชนิด เช่น ไทเทเนียม เซอร์โคเนียม ไนโอเบียม โมลิบเดนัม และแทนทาลัม อย่างไรก็ตาม การเชื่อมประสานในสุญญากาศก็มีข้อเสียดังต่อไปนี้:

① ภายใต้สภาวะสุญญากาศ โลหะจะระเหยได้ง่าย ดังนั้นการเชื่อมประสานด้วยสุญญากาศจึงไม่ควรใช้กับโลหะพื้นฐานและสารเชื่อมประสานที่มีสารระเหย หากจำเป็น ควรใช้วิธีการควบคุมกระบวนการที่ซับซ้อนที่เหมาะสม

② การเชื่อมประสานด้วยระบบสุญญากาศมีความไวต่อความหยาบของพื้นผิว คุณภาพการประกอบ และความคลาดเคลื่อนของการประกอบชิ้นส่วนที่เชื่อมประสาน อีกทั้งยังมีความต้องการสูงในด้านสภาพแวดล้อมการทำงานและระดับความรู้ทางทฤษฎีของผู้ปฏิบัติงาน

③ อุปกรณ์ดูดฝุ่นมีความซับซ้อน มีการลงทุนครั้งแรกจำนวนมาก และมีค่าบำรุงรักษาสูง

ดังนั้น วิธีการดำเนินการเชื่อมประสานในเตาสุญญากาศเป็นอย่างไร? เมื่อทำการเชื่อมประสานในเตาสุญญากาศ ให้ใส่ชิ้นงานที่จะเชื่อมเข้าไปในเตา (หรือในภาชนะเชื่อมประสาน) ปิดประตูเตา (หรือปิดฝาภาชนะเชื่อมประสาน) และทำการดูดอากาศออกก่อนเริ่มให้ความร้อน เริ่มปั๊มลมก่อน จากนั้นหมุนวาล์วควบคุมเมื่อระดับสุญญากาศถึง 1.35 Pa ปิดทางเดินตรงระหว่างปั๊มลมกับเตาเชื่อมประสาน ต่อท่อจากปั๊มลมเข้ากับเตาเชื่อมประสาน แล้วใช้ปั๊มสุญญากาศแบบกระจาย (diffusion pump) ทำงานภายในเวลาที่จำกัดโดยอาศัยปั๊มลมและปั๊มสุญญากาศแบบกระจายในการดูดอากาศออกจากเตาเชื่อมประสานจนถึงระดับสุญญากาศที่ต้องการ จากนั้นจึงเริ่มให้ความร้อนด้วยไฟฟ้า

ตลอดกระบวนการเพิ่มอุณหภูมิและการให้ความร้อน หน่วยสุญญากาศจะต้องทำงานอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาระดับสุญญากาศในเตา ชดเชยการรั่วไหลของอากาศที่ส่วนต่อประสานต่างๆ ของระบบสุญญากาศและเตาเชื่อม การปล่อยก๊าซและไอน้ำที่ดูดซับโดยผนังเตา อุปกรณ์ยึด และชิ้นงานเชื่อม และการระเหยของโลหะและออกไซด์ เพื่อลดการสูญเสียอากาศที่แท้จริง การเชื่อมประสานด้วยสุญญากาศมีสองประเภท ได้แก่ การเชื่อมประสานด้วยสุญญากาศสูงและการเชื่อมประสานด้วยสุญญากาศบางส่วน (สุญญากาศปานกลาง) การเชื่อมประสานด้วยสุญญากาศสูงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมประสานโลหะพื้นฐานที่มีออกไซด์สลายตัวได้ยาก (เช่น โลหะผสมซูเปอร์อัลลอยฐานนิกเกิล) การเชื่อมประสานด้วยสุญญากาศบางส่วนใช้ในกรณีที่โลหะพื้นฐานหรือตะกั่วบัดกรีระเหยภายใต้อุณหภูมิการเชื่อมประสานและสภาวะสุญญากาศสูง

เมื่อจำเป็นต้องใช้มาตรการพิเศษเพื่อให้ได้ความบริสุทธิ์สูง ควรใช้วิธีการทำให้บริสุทธิ์ด้วยสุญญากาศก่อนการเชื่อมประสานด้วยไฮโดรเจนแห้ง ในทำนองเดียวกัน การใช้ไฮโดรเจนแห้งหรือก๊าซเฉื่อยในการทำให้บริสุทธิ์ก่อนการปั๊มสุญญากาศจะช่วยให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้นในการเชื่อมประสานด้วยสุญญากาศสูง