El proceso general de soldadura fuerte de cerámica y metales se divide en siete etapas: limpieza de la superficie, recubrimiento con pasta, metalización de la superficie cerámica, niquelado, soldadura fuerte e inspección posterior a la soldadura.
La limpieza de la superficie consiste en eliminar la película de aceite, sudor y óxido del material base. Las piezas metálicas y los materiales de soldadura se desengrasan primero, luego se decapan o se lavan con álcali para eliminar la película de óxido, se enjuagan con agua corriente y se secan. Las piezas con requisitos exigentes deben tratarse térmicamente en un horno de vacío o de hidrógeno (o mediante bombardeo iónico) a una temperatura y un tiempo adecuados para purificar su superficie. Tras la limpieza, las piezas no deben entrar en contacto con objetos aceitosos ni con las manos descubiertas, y deben pasar inmediatamente al siguiente proceso o colocarse en un secador. No deben exponerse al aire durante periodos prolongados. Las piezas cerámicas deben limpiarse con acetona y ultrasonidos, luego enjuagarse con agua corriente y, finalmente, hervirse con agua desionizada dos veces, cada vez durante 15 minutos.
Solvencia directa
Al soldar directamente (método de metal activo), la superficie de las piezas cerámicas y metálicas a soldar debe limpiarse primero y luego ensamblarse. Para evitar grietas en los materiales de los componentes debido a los diferentes coeficientes de expansión térmica, se puede rotar una capa de protección (una o más láminas metálicas) entre soldaduras. El material de soldadura debe quedar lo más intercalado posible entre las dos piezas soldadas o colocarse de forma que el espacio se rellene con material de soldadura. Posteriormente, la soldadura se realizará como una soldadura al vacío convencional.
(1) Al utilizar material de soldadura Ag-Cu-Ti para soldadura directa, se debe utilizar soldadura al vacío. Cuando el vacío en el horno alcanza 2,7 × 10⁻⁻ Pa, comienza el calentamiento y la temperatura puede aumentarse rápidamente. Cuando la temperatura se acerca al punto de fusión del material de soldadura, la temperatura debe aumentarse lentamente para que la temperatura de cada pieza de la soldadura tienda a ser constante. Cuando el material de soldadura se funde, la temperatura aumenta rápidamente hasta la temperatura de soldadura, y el tiempo de aislamiento es de 3 a 5 minutos. Durante el enfriamiento, la temperatura debe reducirse lentamente antes de alcanzar los 700 ℃, y puede enfriarse naturalmente en el horno después de alcanzarlos.
(2) Para la soldadura fuerte directa de material de soldadura activa de Ti-Cu, este puede presentarse en forma de lámina de Cu más polvo de Ti, o de piezas de Cu más lámina de Ti, o bien, se puede recubrir la superficie cerámica con polvo de Ti y luego con lámina de Cu. Todas las piezas metálicas deben desgasificarse al vacío antes de la soldadura. La temperatura de desgasificación del cobre libre de oxígeno es de 750-800 °C. El Ti, el Nb, el Ta, etc., requieren desgasificación a 900 °C durante 15 minutos. En este momento, el grado de vacío no debe ser inferior a 6,7 × 10⁻⁴ Pa. Durante la soldadura fuerte, los componentes a soldar se ensamblan en el dispositivo y se calientan a 900-1120 °C en un horno de vacío durante 2-5 minutos. Durante todo el proceso de soldadura fuerte, el grado de vacío no debe ser inferior a 6,7 × 10⁻⁴ Pa.
(3) El proceso de soldadura fuerte con el método Ti-Ni es similar al del método Ti-Cu, y la temperatura de soldadura es de 900 ± 10 °C.
Además de la inspección de la calidad de la superficie, las piezas soldadas después de la soldadura fuerte también deben someterse a inspecciones de choque térmico y propiedades mecánicas. Las piezas de sellado utilizadas para dispositivos de vacío también deben someterse a pruebas de fugas de acuerdo con la normativa vigente.
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