專利名稱：一種不同厚度鎳銅組件與無氧銅基體的組合焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種不同厚度金屬材料的焊接，特別是涉及一種先釬焊、后電子束焊 的組合焊接方法，屬于金屬連接技術(shù)領(lǐng)域，焊接后焊縫滿足超高真空密封要求。
背景技術(shù)：
不同厚度鎳銅組件與無氧銅基體的焊接是焊接領(lǐng)域中的重要難題?，F(xiàn)有的釬焊和 電子束焊接技術(shù)，無法滿足在真空氦質(zhì)譜檢漏下漏率< 2 X ΙΟ,Τοι·. 1. s—1的要求。如果采 用釬輝，釬焊縫的致密性和強度與熔焊縫相比要低很多，很難滿足真空密封要求；如果采用 電子束焊，理論上可以得到強度和致密性良好的焊縫，但是壁厚不同會導(dǎo)致焊接溫度場分 布不均勻，并且二者裝配后的間隙無法避免，而裝配間隙的存在會增大熱阻，熱阻的存在會 使溫度場分布更加不均勻，這會導(dǎo)致焊接熔池很不穩(wěn)定，焊縫質(zhì)量難以保證。單獨采用電 子束焊和釬焊技術(shù)焊接不同厚度鎳銅組件與無氧銅基體在真空氦質(zhì)譜檢漏下漏率一般在 KT5Tor. 1. s—1，達到漏率< 2X IO-ltlTor. 1. s-1占20%，無法進行規(guī)模生產(chǎn)。中國專利CN96101714. 7、專利名稱具有金屬滲層的管子與管板間的焊接方法及焊 接材料中公開了一種先采用釬焊后采用熔化焊的組合焊接方法，該發(fā)明中先采用釬焊來填 充管子與管板間隙是為了使斷裂的管子金屬滲層得到連續(xù)，后采用的鎳基合金焊絲進行熔 化焊，這種組合焊接方法適用于焊接面較大、兩個待焊接的組件尺寸近似的地方，無法使用 在焊接尺寸< 2mm的不同厚度鎳銅組件與無氧銅基體的焊接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種先使用釬焊將組件裝 配縫隙填充、減少熱阻，再采用電子束焊接的不同厚度鎳銅組件與無氧銅基體的組合焊接 方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種不同厚度鎳銅組件與無氧銅基體的組合焊接方 法，其特征在于通過以下步驟實現(xiàn)第一步，將鎳銅組件與無氧銅基體清洗干凈，將鎳銅組件與無氧銅基體按照焊接 位置裝配到位，形成裝配間隙，裝配間隙的高度< 2mm ；第二步，將錫鉛釬料釬料制成與焊縫間隙形狀一致的環(huán)狀，將環(huán)狀釬料放置到裝 配間隙；第三步，將第二步裝好環(huán)狀釬料的鎳銅組件與無氧銅基體組成的待焊組件放入真 空釬焊爐，在釬焊溫度200 300°C、釬焊時間3 5min下進行釬焊消除裝配間隙形成焊 縫，待焊組件隨爐冷卻至常溫；第四步，采用真空電子束焊接第三步釬焊后的焊縫，焊接電流10 15mA。所述第一步中無氧銅基體與鎳銅組件的厚度比大于5 1。所述第二步中錫鉛釬料采用HLSn95PbA釬料，成分為Sn94 96%，其余為此。所述第二步中環(huán)狀釬料的厚度30 50 μ m。
所述第一步中采用酸洗的方法清洗。第一步中鎳銅組件在焊縫處的直徑小于20mm。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果為(1)本發(fā)明采用先釬焊后電子束焊的組合焊接方法，克服單獨釬焊和單獨熔化焊 的不足之處，解決不同厚度鎳銅組件與無氧銅基體焊接溫度場不可控的問題，從而實現(xiàn)二 者的可靠焊接，焊接后焊縫漏率小于2 X IO-ltlTor. 1. s—1，完全滿足超高真空密封要求；(2)本發(fā)明通過采用先釬焊將厚度很薄、尺寸很小的鎳銅組件進行固定，從而消除 了裝配間隙對焊接溫度場分布的不利影響，通過釬焊可以利用釬料的漫流將裝配間隙充分 填充，將裝配間隙帶來的熱阻減到最??；(3)本發(fā)明后采用電子束焊，利用電子束焊熱源能量密度比一般熔化焊高得多的 特點，能夠最大程度避免因厚度差異對焊接溫度場分布帶來的不利影響，焊接質(zhì)量能得到 保證。


圖1為本發(fā)明焊接結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明的焊接結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，將鎳銅組件2與無氧銅基體1按照焊接位 置裝配到位，形成裝配間隙3 (即焊接后的焊縫)，將錫鉛釬料制成與裝配間隙3形狀一致的 厚度為30 50 μ m環(huán)狀，將環(huán)狀釬料放置到焊縫間隙3，先采用釬焊，利用釬料將裝配間隙 3填滿，再采用電子束進行焊接。以下結(jié)合具體實施例及附圖2對本發(fā)明組合焊接方法進行詳細(xì)說明實施例1第一步將待焊工件鎳銅組件(BPM) 2與無氧銅基體1酸洗，然后裝配到位；第二步選用ΗΙ^η95Ι^Α釬料(ΗΙ^η95Ι^Α釬料成分為Sn94 96%，余量為Pb)， 將釬料制成合適的厚35 μ m的環(huán)狀，然后將環(huán)狀釬料放置到裝配間隙3處；第三步將裝配好釬料的待焊工件放入真空釬焊爐，釬焊溫度250°C，釬焊時間 3min，然后隨爐冷至常溫；第四步采用真空電子束焊接釬焊固定后的BPM，焊接電流13mA ；第五步效果檢查，經(jīng)真空氦質(zhì)譜檢漏，漏率< 2X 10_1(lTor. 1. s—1。實施例2第一步將待焊工件(BPM)與無氧銅基體利用酸洗清洗干凈，然后裝配到位；第二步選用HLSneom3A釬料(HLSneOI^bA釬料成分為Sn94 96%，余量為Pb)， 將釬料制成合適的厚50 μ m的環(huán)狀，然后將環(huán)狀釬料放置到裝配間隙3處；第三步將裝配好釬料的待焊工件放入真空釬焊爐，釬焊溫度210°C，釬焊時間 5min，然后隨爐冷至常溫；第四步采用真空電子束焊接釬焊固定后的BPM，焊接電流15mA ；第五步效果檢查，經(jīng)真空氦質(zhì)譜檢漏，漏率< 2X 10_1(lTor. 1. s—1。4
本發(fā)明未詳細(xì)說明部分屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識。
權(quán)利要求
1.一種不同厚度鎳銅組件與無氧銅基體的組合焊接方法，其特征在于通過以下步驟實現(xiàn)第一步，將鎳銅組件與無氧銅基體清洗干凈，將鎳銅組件與無氧銅基體按照焊接位置 裝配到位，裝配后會形成裝配間隙，裝配間隙的高度< 2mm ；第二步，將錫鉛釬料制成與焊縫間隙形狀一致的環(huán)狀，將環(huán)狀釬料放置到裝配間隙； 第三步，將第二步裝好環(huán)狀釬料的鎳銅組件與無氧銅基體組成的待焊組件放入真空釬 焊爐，在釬焊溫度200 300°C、釬焊時間3 5min下進行釬焊，消除裝配間隙形成焊縫，待 焊組件隨爐冷卻至常溫；第四步，采用真空電子束焊接第三步釬焊后的焊縫，焊接電流10 15mA。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不同厚度鎳銅組件與無氧銅基體的組合焊接方法，其特 征在于所述第一步中無氧銅基體與鎳銅組件的厚度比大于5 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不同厚度鎳銅組件與無氧銅基體的組合焊接方法，其特 征在于所述第二步中錫鉛釬料采用HLSn95PbA釬料，成分為Sn94 96%，其余為此。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不同厚度鎳銅組件與無氧銅基體的組合焊接方法，其特 征在于所述第二步中環(huán)狀釬料的厚度30 50 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不同厚度鎳銅組件與無氧銅基體的組合焊接方法，其特 征在于所述第一步中采用酸洗的方法清洗。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不同厚度鎳銅組件與無氧銅基體的組合焊接方法，其特 征在于第一步中鎳銅組件在焊縫處的直徑小于20mm。
全文摘要
一種不同厚度鎳銅組件與無氧銅基體的組合焊接方法，先釬焊后電子束焊組合焊接，克服單獨釬焊和單獨電子束的不足之處，解決不同厚度鎳銅組件與無氧銅基體焊接溫度場不可控的問題，從而實現(xiàn)二者的可靠焊接，焊接后焊縫漏率小于2×10-10Tor.l.s-1，完全滿足超高真空密封要求；本發(fā)明通過采用先釬焊將厚度很薄、尺寸很小的鎳銅組件進行固定，從而消除了裝配間隙對鎳銅組件焊接溫度場分布產(chǎn)生的不利影響，通過釬焊可以利用釬料的漫流將裝配間隙充分填充，將裝配間隙帶來的熱阻減到最??；本發(fā)明后采用電子束焊，利用電子束焊熱源能量密度比一般熔化焊高得多的優(yōu)點，可以最大程度避免因厚度差異對焊接溫度場分布帶來的不利影響，焊接質(zhì)量能得到保證。
文檔編號B23K31/02GK102049623SQ20101052191
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者周煉剛, 常志龍, 李海剛, 焦好軍 申請人:航天材料及工藝研究所