專利名稱：等離子切割電極真空釬焊方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空釬焊方法，特別是公開一種等離子切割電極真空釬焊方法，采用真空釬焊的方法使等離子切割電極中的無氧銅套座、白銀內(nèi)圈和鉿絲三者之間有效焊合。本發(fā)明代替進(jìn)口應(yīng)用于我國引進(jìn)的船用鋼板高效數(shù)控等離子切割設(shè)備中的等離子切割電極。
背景技術(shù)：
我國船用鋼板高效數(shù)控等離子切割設(shè)備目前依靠進(jìn)口，而在進(jìn)口此類設(shè)備時，作為設(shè)備中的關(guān)鍵易損件“等離子切割電極”必須作為附件同時購買，其價格昂貴。而且進(jìn)口電極是采用銅套座、銀體及鉿絲芯三同軸機(jī)械熱壓組合，由于工作條件溫度變化，熱合質(zhì)量直接影響到等離子切割電極的使用壽命。于是我們受托對等離子切割電極進(jìn)行真空釬焊工藝的研究及試驗(yàn)。
真空釬焊工藝是在真空加熱條件下，利用釬料的熔點(diǎn)比基體合金低，溶融后的釬料在被焊工件小間隙的毛細(xì)管吸力作用下，填充基體金屬間隙而形成牢固結(jié)合，由于真空釬焊加熱溫度較低，對基體金屬的物理、化學(xué)性能少無影響，并可將復(fù)雜零件的若干條焊縫一次焊成，得到航空、航天、電子等行業(yè)的重視與運(yùn)用。但是，采用常規(guī)的真空釬焊方法無法使等離子切割電極中銅套座、銀體及鉿絲芯三者之間有效焊合。
中國專利01253592.3公開了一種名為“等離子切割電極”的產(chǎn)品組成成分及其特征，即該等離子切割電極內(nèi)部水冷卻套采用了純白銀代替銅質(zhì)，并采用釬焊法使其銅、銀、鉿三者焊合為一體，替代國外的壓緊配合。該發(fā)明中未涉及到的等離子切割電極真空釬焊工藝的具體實(shí)施方法就是由本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于改變進(jìn)口電極采用銅套座、銀體及鉿絲芯三同軸體機(jī)械熱壓配合，而采用真空釬焊完成，使三組件有效焊合，消除等離子切割電極內(nèi)部二層界面接觸電阻和間隙電阻，提高電極的散熱和導(dǎo)電性能。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種等離子切割電極真空釬焊方法，將等離子切割電極的無氧銅套座、銀體、鉿絲芯同軸線組合的結(jié)構(gòu)體實(shí)現(xiàn)真空釬焊連接，其工藝程序?yàn)榻M合件組裝、釬料放置、組裝件進(jìn)真空爐、抽真空、升溫(1)、保溫(1)、升溫(2)、保溫(2)、充氮?dú)?、冷卻出爐，其特征在于
A)無氧銅套座、銀體、鉿絲芯間的配合間隙選取在0.02～0.05mm；B)釬焊真空度范圍控制在1×10-1～5×10-2Pa；C)真空釬焊溫度選擇在820℃～880℃。
本發(fā)明真空釬焊工藝要解決的技術(shù)問題有1.組合件裝配間隙的選??；2.釬焊真空度范圍的確定；3.真空釬焊溫度的選擇。
為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采取對應(yīng)的技術(shù)方案如下1.等離子切割電極基座和白銀圈、白銀圈和鉿絲組合裝配間隙大小，是影響釬焊層致密性和焊接強(qiáng)度關(guān)鍵因素。間隙過小，阻礙釬料流入，不易形成適率良好的接頭；間隙過大，毛細(xì)作用減弱，釬料填入困難，接頭力學(xué)性能相對較差。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明確定理想的間隙為0.02～0.05mm，并為確保得到此理想的間隙，根據(jù)工件形狀，特制了專門的定位夾具，使圓周邊的間隙控制均勻。
2.等離子切割電極真空釬焊過程是在真空容器中完成的。通過試驗(yàn)可以得知，高的真空度會加劇金屬元素的揮發(fā)，對釬焊件和設(shè)備都沒有益處。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)對比，本發(fā)明得到理想的釬焊真空度為控制在1×10-1～5×10-2Pa之間。
3.真空釬焊溫度根據(jù)使用釬料的熔點(diǎn)而定，合理的真空釬焊溫度，能使釬料的流動性處于最佳狀態(tài)。通過工藝試驗(yàn)，結(jié)果表明選用820℃～880℃真空釬焊溫度即能獲得滿意效果。
本發(fā)明的工藝流程為組合件組裝→釬料放置→組裝件進(jìn)爐→抽真空→升溫(1)→保溫(1)→升溫(2)→保溫(2)→充氮?dú)饫鋮s→出爐。
所述的釬料在鉿絲芯與銀體配合間隙及封閉鉿絲芯內(nèi)上端面的釬料采用銀銅釬料片；銀體與無氧銅套座配合間隙釬料采用銀銅釬料絲。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，等離子切割電極經(jīng)真空釬焊后，表面質(zhì)量好，無氧化，色光亮，焊接均勻致密，且質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)品合格率達(dá)到98％以上。采用本發(fā)明工藝處理等離子切割電極300件，工況使用表明，國產(chǎn)電極用于切割船用鋼板單件壽命達(dá)到500米，比進(jìn)口電極的高出200米。目前，正進(jìn)入批量處理階段。
四

附圖1 是等離子切割電極組合件結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2 是本發(fā)明工藝流程方框中1、無氧銅套座；2、銀體；3、鉿絲芯；4、銀銅釬料絲；5、銀銅釬料片。
五具體實(shí)施例方式實(shí)施例1根據(jù)附圖1，先將無氧銅套座與銀體、銀體與鉿絲芯之間按0.04mm的間隙組裝，并在間隙處放置銀銅釬料絲和銀銅釬料片。然后，將組裝件放置在料架上，推入真空爐進(jìn)行真空釬焊。所述的真空爐為市售常規(guī)產(chǎn)品。將真空爐抽真空至5×10-2pa，并將真空爐升溫至600℃(方框圖中升溫(1))，保溫1小時(方框圖中保溫(1))，然后再升溫至840℃(方框圖中升溫(2))，保溫10分鐘(方框圖中保溫(2))，充入氮?dú)?，冷卻后出爐，獲得合格產(chǎn)品。
實(shí)施例2選取無氧銅套座與銀體、銀體與鉿絲芯之間間隙0.03mm，真空爐抽真空至3×10-2pa，先升溫至600℃，保溫1小時，然后再升溫至830℃，保溫10分鐘，充入氮?dú)?，冷卻后出爐，獲得合格產(chǎn)品。其它如實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種等離子切割電極真空釬焊方法，將等離子切割電極的無氧銅套座、銀體、鉿絲芯同軸線組合的結(jié)構(gòu)體實(shí)現(xiàn)真空釬焊連接，其工藝程序?yàn)榻M合件組裝、釬料放置、組裝件進(jìn)真空爐、抽真空、升溫(1)、保溫(1)、升溫(2)、保溫(2)、充氮?dú)?、冷卻出爐成產(chǎn)品，其特征在于A)無氧銅套座、銀體、鉿絲芯間的配合間隙選取在0.02～0.05mm；B)釬焊真空度范圍控制在1×10-1～5×10-2pa；C)真空釬焊溫度選擇在820℃～880℃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子切割電極真空釬焊方法，其特征在于A)無氧銅套座、銀體、鉿絲芯間的配合間隙最佳為0.04mm；B)釬焊真空度控制在5×10-2pa；C)真空釬焊溫度選擇840℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子切割電極真空釬焊方法，其特征在于A)無氧銅套座、銀體、鉿絲芯間的配合間隙為0.03mm；B)釬焊真空度控制在3×10-2pa；C)真空釬焊溫度選擇在830℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子切割電極真空釬焊方法，其特征在于所述的釬料在鉿絲芯與銀體配合間隙及封閉鉿絲芯內(nèi)上端面的釬料采用銀銅釬料片；銀體與無氧銅套座配合間隙釬料采用銀銅釬料絲。
全文摘要
本發(fā)明為一種等離子切割電極真空釬焊方法，將等離子切割電極的無氧銅套座、銀體、鉿絲芯同軸線組合的結(jié)構(gòu)體實(shí)現(xiàn)真空釬焊連接，其工藝程序?yàn)榻M合件組裝、釬料放置、組裝件進(jìn)真空爐、抽真空、升溫(1)、保溫(1)、升溫(2)、保溫(2)、充氮?dú)?、冷卻出爐成產(chǎn)品，其特征在于A)無氧銅套座、銀體、鉿絲芯間的配合間隙選取在0.02～0.05mm；B)釬焊真空度范圍控制在1×10
文檔編號B23K10/00GK1493430SQ0315071
公開日2004年5月5日 申請日期2003年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月3日
發(fā)明者陸建明, 張輔龍, 錢建華, 郭健, 尤忠德, 王麗蓮, 王 琦, 吳懷成 申請人:上海市機(jī)械制造工藝研究所