專利名稱：一種銅/鋁超聲液相擴(kuò)散釬焊工藝及釬焊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種釬焊工藝及釬焊裝置，尤其涉及一種銅/鋁超聲液相擴(kuò)散釬焊工藝及釬焊裝置。
背景技術(shù)：
專利(US 7 624 906 B2. Dec. 1，2009)公開了一種銅/鋁釬焊方法，其方法是將超聲波施加在母材上，通過母材將超聲能量傳遞給放置于待焊接頭的一端的熔融態(tài)釬料， 使釬料迅速填充釬縫，實(shí)現(xiàn)釬焊過程。其不足之處是這種方法在釬焊過程中需要使用釬劑， 對(duì)銅/鋁接頭的表面狀態(tài)和結(jié)構(gòu)有較高要求，對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的接頭，如電子電氣行業(yè)常用到的鋁線與銅制引出端的接頭結(jié)構(gòu)(銅端子半包圍鋁線)，其超聲波釬焊較為困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供了一種銅/鋁超聲液相擴(kuò)散釬焊工藝及釬焊裝置，它采用Sn-9ai共晶釬料，在超聲波振動(dòng)，以及氬氣保護(hù)條件下實(shí)施釬焊的方法，本發(fā)明在釬焊過程中不使用釬劑，合金釬料中無需添加合金化元素，對(duì)銅 /鋁釬焊接頭的結(jié)構(gòu)要求不高。本發(fā)明是通過如下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的一種用于銅/鋁接頭的超聲液相擴(kuò)散釬焊工藝，其特征是，首先進(jìn)行鋁線清理，用滌綸輪打磨清除掉鋁線外漆層，并用丙酮擦拭干凈；
將清理后的鋁線浸入熔融態(tài)Sn-9ai共晶釬料中，在超聲波作用下使鋁線表面鍍一層釬料；
將鋁線的有釬料鍍層部分壓接在銅制引出端上；
最后，將需要施焊部位浸入熔融態(tài)Sn-9ai共晶釬料中實(shí)施超聲波液相擴(kuò)散釬焊，焊接時(shí)間保持2-5秒，焊接過程中使釬料和工件均在氬氣流中，焊后空冷。本發(fā)明的具體特點(diǎn)還有，上述熔融態(tài)Sn_9ai共晶釬料的溫度為320-380，所述超聲波頻率為20KHz，功率密度為0. 3-0. 5W/mm2，氬氣流量5L/min。本發(fā)明的具體包括如下步驟，
a:準(zhǔn)備坩堝，在坩堝的底部安裝超聲波發(fā)生器，超聲波發(fā)生器位于坩堝外，在坩堝的正上方安裝氬氣風(fēng)幕，在坩堝的外圍設(shè)置加熱裝置；
b:調(diào)節(jié)超聲波發(fā)生器控制面板，使其產(chǎn)生頻率為20KHz，功率密度為0. 3-0. 5ff/mm2的超聲波；調(diào)節(jié)加熱裝置的控制面板使釬料的溫度達(dá)到320-420°C并保持；
c 開啟氬氣風(fēng)幕，使氬氣的流量為5L/min并通向坩堝內(nèi)，并同時(shí)進(jìn)行釬焊。本發(fā)明所使用的釬焊裝置包括它包括坩堝，坩堝外圍設(shè)置有加熱裝置，所述加熱裝置帶有控制面板；所述坩堝底部安裝有超聲波發(fā)生器，所述超聲波發(fā)生器位于坩堝外，所述超聲波發(fā)生器帶有控制面板，所述坩堝正上方設(shè)置有氬氣風(fēng)幕。本發(fā)明的釬焊裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)巧妙的優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明的工藝采用Sn_9ai共晶合金釬料，不使用釬劑，釬焊溫度低，對(duì)銅/鋁釬焊接頭的表面和結(jié)構(gòu)要求不高。本發(fā)明的有益效果為釬焊過程是在熔融狀態(tài)下的釬料中完成的，消除了釬焊過程中釬料保溫的問題；釬焊的工藝參數(shù)可控性強(qiáng)，操作過程簡單，效率較高；采用這種工藝釬焊的銅/鋁接頭，不僅釬焊接頭光潔，其性能也得到顯著提高；銅/鋁釬焊接頭的耐腐蝕和耐高低溫沖擊能力均能達(dá)到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。


圖1為本發(fā)明具體實(shí)施方式
中釬焊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖中，1、坩堝，2、超聲波發(fā)生器，3、控制面板，4、加熱裝置，5、控制面板，6、氬氣風(fēng)幕。
具體實(shí)施例方式為能清楚說明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過一個(gè)具體實(shí)施方式
，對(duì)本方案進(jìn)行闡述。如附圖所示，一種用于銅/鋁接頭的超聲液相擴(kuò)散釬焊工藝，其特征是，首先進(jìn)行鋁線清理，用滌綸輪打磨清除掉鋁線外漆層，并用丙酮擦拭干凈；將清理后的鋁線浸入熔融態(tài)Sn-9ai共晶釬料中，在超聲波作用下使鋁線表面鍍一層釬料；將鋁線的有釬料鍍層部分壓接在銅制引出端上；最后，將需要施焊部位浸入熔融態(tài)Sn_9ai共晶釬料中實(shí)施超聲波液相擴(kuò)散釬焊，焊接時(shí)間保持2-5秒，焊接過程中使釬料和工件均在氬氣流中，焊后空冷。 其中，熔融態(tài)Sn-9ai共晶釬料的溫度為320-380，所述超聲波頻率為20KHz，功率密度為 0. 3-0. 5W/mm2，氬氣流量 5L/min。本發(fā)明的具體包括如下步驟，
a:準(zhǔn)備坩堝，在坩堝的底部安裝超聲波發(fā)生器，超聲波發(fā)生器位于坩堝外，在坩堝的正上方安裝氬氣風(fēng)幕，在坩堝的外圍設(shè)置加熱裝置；
b:調(diào)節(jié)超聲波發(fā)生器控制面板，使其產(chǎn)生頻率為20KHz，功率密度為0. 3-0. 5ff/mm2的超聲波；調(diào)節(jié)加熱裝置的控制面板使釬料的溫度達(dá)到320-420°C并保持；
c 開啟氬氣風(fēng)幕，使氬氣的流量為5L/min并通向坩堝內(nèi)，并同時(shí)進(jìn)行釬焊。本發(fā)明所使用的釬焊裝置包括它包括坩堝1，坩堝1外圍設(shè)置有加熱裝置4，所述加熱裝置4帶有控制面板5 ；所述坩堝1底部安裝有超聲波發(fā)生器2，所述超聲波發(fā)生器2 位于坩堝1外，所述超聲波發(fā)生器2帶有控制面板3，所述坩堝1正上方設(shè)置有氬氣風(fēng)幕6。將通過本工藝制得的釬焊產(chǎn)品通過目測(cè)其外觀光滑，并進(jìn)行對(duì)其耐高低溫沖擊能力和耐腐蝕能力進(jìn)行試驗(yàn)
耐高低溫沖擊試驗(yàn)條件
GB/T2423. 1 非散熱Aa溫度突變低溫_25°C，持續(xù)2h ； GB/T2423. 2 非散熱Ba溫度突變高溫125°C，持續(xù)2h ； 合格條件試樣鍍層無開裂脫落現(xiàn)象。隨機(jī)取通過本工藝制得的產(chǎn)品10件，通過上述的試驗(yàn)條件，10件產(chǎn)品釬焊處鍍層無開裂脫落現(xiàn)象，因此，產(chǎn)品全部合格。耐腐蝕試驗(yàn)
GB/T2423. 17 濃度 5% Ph=6. 5 持續(xù) 48h 合格條件試樣鍍層無開裂脫落現(xiàn)象。
4
隨機(jī)取通過本工藝制得的產(chǎn)品10件，通過上述的試驗(yàn)條件，10件產(chǎn)品釬焊處鍍層無開裂脫落現(xiàn)象，因此，產(chǎn)品全部合格。本發(fā)明未經(jīng)描述的技術(shù)特征可以通過或采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在此不再贅述，當(dāng)然， 上述說明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于銅/鋁接頭的超聲液相擴(kuò)散釬焊工藝，其特征是，首先進(jìn)行鋁線清理，用滌綸輪打磨清除掉鋁線外漆層，并用丙酮擦拭干凈；將清理后的鋁線浸入熔融態(tài)Sn-9ai共晶釬料中，在超聲波作用下使鋁線表面鍍一層釬料；將鋁線的有釬料鍍層部分壓接在銅制引出端上；最后，將需要施焊部位浸入熔融態(tài)Sn-9ai共晶釬料中實(shí)施超聲波液相擴(kuò)散釬焊，焊接時(shí)間保持2-5秒，焊接過程中使釬料和工件均在氬氣流中，焊后空冷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于銅/鋁接頭的超聲液相擴(kuò)散釬焊工藝，其特征是，所述熔融態(tài)Sn-9ai共晶釬料的溫度為320-380°C，所述超聲波頻率為20KHz，功率密度為 0. 3-0. 5W/mm2，氬氣流量 5L/min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于銅/鋁接頭的超聲液相擴(kuò)散釬焊工藝，其特征是，具體包括如下步驟，a:準(zhǔn)備坩堝，在坩堝的底部安裝超聲波發(fā)生器，超聲波發(fā)生器位于坩堝外，在坩堝的正上方安裝氬氣風(fēng)幕，在坩堝的外圍設(shè)置加熱裝置；b:調(diào)節(jié)超聲波發(fā)生器控制面板，使其產(chǎn)生頻率為20KHz，功率密度為0. 3-0. 5ff/mm2的超聲波；調(diào)節(jié)加熱裝置的控制面板使釬料的溫度達(dá)到320-420°C并保持；c 開啟氬氣風(fēng)幕，使氬氣的流量為5L/min并通向坩堝內(nèi)，并同時(shí)進(jìn)行釬焊。
4.一種實(shí)施權(quán)利要求1或2或3所述工藝的釬焊裝置，其特征是，它包括坩堝，所述坩堝外圍設(shè)置有加熱裝置，所述加熱裝置帶有控制面板；所述坩堝底部安裝有超聲波發(fā)生器， 所述超聲波發(fā)生器位于坩堝外，所述超聲波發(fā)生器帶有控制面板，所述坩堝正上方設(shè)置有氬氣風(fēng)幕。
全文摘要
一種銅/鋁超聲液相擴(kuò)散釬焊工藝及釬焊裝置。其技術(shù)方案為一種銅/鋁超聲液相擴(kuò)散釬焊工藝，采用Sn-9Zn共晶合金釬料，不使用釬劑，釬焊溫度低，對(duì)銅/鋁釬焊接頭的表面和結(jié)構(gòu)要求不高。本發(fā)明的有益效果為釬焊過程是在熔融狀態(tài)下的釬料中完成的，消除了釬焊過程中釬料保溫的問題；釬焊的工藝參數(shù)可控性強(qiáng)，操作過程簡單，效率較高；采用這種工藝釬焊的銅/鋁接頭，不僅釬焊接頭光潔，其性能也得到顯著提高；銅/鋁釬焊接頭的耐腐蝕和耐高低溫沖擊能力均能達(dá)到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
文檔編號(hào)B23K1/06GK102513635SQ20111040297
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者劉鵬, 孫德明, 張保議, 李陽, 楊劉波, 王志剛, 王獻(xiàn)忠 申請(qǐng)人:山東建筑大學(xué)