微波焊接陶瓷辊棒

1、陶瓷辊棒是生产新型建筑陶瓷和卫生陶瓷 辊道窑的关键材料。常规的辊棒因较长，加上窑 内的温度不均匀，易造成弯曲，成品率低。若采 用焊接的方法将弯曲的辊捧切断后焊接，则可有 效地提高成品率、节约成本、降低材料消耗。通 常的陶瓷材料焊接是将陶瓷与陶瓷直接或用焊 接剂，在高温高压下加热的扩散焊接。长时间高 温加热会降低基体性能，激光、电气等方法虽具 0c59f8e 工业大型微波炉 http:/ 有局部快速加热等优点，也存在产生裂纹使材质 发生变化等问题。微波焊接因可克服上述问题而 引人注目。微波焊接是利用陶瓷材料吸收微波能 而自身发热并在一定压力条件下实现连接的焊 接技术。研究者利用家用微波炉实现了

2、薄片间的玻璃封接，这种方法还被用于陶瓷、 玻璃、金属封接。一、微波焊接原理及特点微波 焊接是利用微波电磁场与材料的相互作用，使材 0c59f8e 工业大型微波炉 http:/ 料被加热并在外力作用下完成焊接。微波加热是 利用材料在微波场中的介质损耗形成功率耗散， 将微波能转化为材料自身的分子动能和势能。由 于不同材料的介电损耗不同，产生的功率耗散不 同，热效应也不同。因此，利用这点进行选择性 加热，更有效地提高焊接强度，同时保持基材不 受影响。微波焊接具有如下特点：利用材料本 身的介电损耗发热，整个装置只有接头区处于高 0c59f8e 工业大型微波炉 http:/ 温，其余部分仍处于冷态。所以

3、焊接时间短、节 省能源，且整个装置紧凑、简单、使用成本低； 焊接时，接头内部整体同时发热，内应力低。 不改变陶瓷外形，不易产生断裂，接头均匀而牢 固地结合在一起，焊接强度高，不需预热也不需 焊后处理；加热迅速，控温准确，接头处不易 产生气泡和晶粒长大，同时晶界元素分布更趋均 匀，从而使接头区材料能保持优良的性能；在 0c59f8e 工业大型微波炉 http:/ 焊接接头间添加具有较大介质损耗因子的助焊 接剂，可解决低耗材料和复杂形状陶瓷的焊接。 二、实验装置及方法焊接微波源的频率为 ，功率在连续可调，在源与 腔体之间接一定向耦合器，用以测定人射和反射 功率并判断系统的谐振和阻抗匹配情况。微波焊

4、 接腔采用异形非均匀填充的矩形单 模腔。该腔体具有场分布均匀稳定、场强密度高、 0c59f8e 工业大型微波炉 http:/ 腔体损耗小、易于调节和控制等特点。保温材料 为多晶的莫来石纤维耐火材料，温度控制采用光 导纤维红外温度辐射计与控制系统相连来控制 焊接界面的温度，在焊接件轴向安装加压系统， 控制焊接时所需的压力，焊接材料为实用的? 氧化铝莫来石陶瓷辊棒(纯 度左右)。在不同工艺条件下进行直接焊 接，界面强度的测试按照行业标准? 0c59f8e 工业大型微波炉 http:/ ，将焊接的辊棒由三点弯曲法测定，其焊界 面置于跨距中央。三、结果与分析在陶瓷辊棒微 波焊接时发现，在温度为下，焊接

5、压 力时有明显未焊合的焊缝? 时焊接完好，焊接强度同基体强度 一致?加热温度低于时也发现有未焊 合的焊缝，焊接强度随温度的降低而下降。在温 度条件下适当的加热时间时，强度才能达到最大 0c59f8e 工业大型微波炉 http:/ 值，过长或过短强度均下降，这是因为加热时间 过短形成的热应力使强度下降，过长造成晶粒及 孔隙的粗化所致。通过对焊接层的分析，发现陶 瓷间的焊接未见中间反应层，也未见熔融及晶粒 粗化特征，因而认为扩散是主要机制，也有人认 为这种短时间的焊接成功是晶界相熔融，接合面 是固液共存状态，随后冷却再结晶的结果。还有 人认为是微波电场的交替作用使、 0c59f8e 工业大型微波炉 http:/ 离子强制振动而加速扩散的结果。而微波烧结 陶瓷材料的动力学研究表明，在微波电磁能作用 下陶瓷材料的扩散系数大幅度提高， 陶瓷的微波烧结活化能仅为常规烧结活化能的 。因而微波焊接可在较低的温度下以较快 的速度实现陶瓷材料的焊接。四、结论微波焊接 的效果