專利名稱：預(yù)設(shè)溫度梯度的浸漬釬焊方法及專用釬焊爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及浸潰釬焊技術(shù)，尤其是涉及一種預(yù)設(shè)溫度梯度的浸潰釬焊方法，本發(fā) 明還涉及該浸潰釬焊方法中專用的釬焊爐。
背景技術(shù)：
浸潰釬焊是把焊件的局部或整體浸入熔融的釬料或混合鹽槽中，借助液體介質(zhì)的 熱傳導(dǎo)將工件加熱到釬焊溫度實(shí)現(xiàn)釬焊的一種技術(shù)。浸潰釬焊加熱速度快，加熱均勻，生產(chǎn) 效率高，焊件的變形小，晶粒長(zhǎng)大和脫碳現(xiàn)象不顯著，且能保護(hù)焊件不受氧化，釬焊過程中 控溫準(zhǔn)確(±5°C)，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，在工業(yè)上應(yīng)用非常廣泛。但是，在傳統(tǒng)的浸潰釬焊工藝 中，釬焊爐需要連續(xù)加熱，而且爐中的溫度場(chǎng)是中間高表面低，在焊件取出的過程中，焊件 上部的釬料先凝固，釬縫中氣體雜質(zhì)的排除路徑被封閉，氣體不易排出，形成氣孔等缺陷， 引起釬縫致密度差、釬著率低等缺陷，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。對(duì)于形狀復(fù)雜的焊件，氣體排出更 加困難，產(chǎn)品質(zhì)量無法保證。為了改善釬焊質(zhì)量，普遍采用的方法是延長(zhǎng)浸入時(shí)間，增加了 能源消耗和環(huán)境污染。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能提高釬著率，保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的預(yù)設(shè)溫度梯度的 浸潰釬焊方法，本發(fā)明還提供了該浸潰釬焊方法中專用的釬焊爐。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案本發(fā)明所述的預(yù)設(shè)溫度梯度的浸潰釬焊方法，包括下述步驟第一步，根據(jù)待釬焊工件的體積，選擇在釬焊爐內(nèi)腔中水平放置至少一層環(huán)形隔板，使 釬焊爐內(nèi)腔形成至少兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的空間，環(huán)形隔板的中部孔徑以能放入釬焊工件為宜； 第二步，根據(jù)工藝要求，利用不同功率的加熱體對(duì)釬焊爐上下部分別進(jìn)行加熱，使?fàn)t內(nèi) 的熔融釬料或熔鹽形成自下而上溫度逐漸升高的溫度梯度，并通過溫度監(jiān)測(cè)裝置隨時(shí)進(jìn)行 監(jiān)測(cè)；第三步，達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度梯度后，將釬焊工件浸入熔融釬料或熔鹽中進(jìn)行焊接，一定時(shí) 間后(1-2分鐘)，釬焊工件各部位與接觸的熔融釬料或熔鹽的溫度達(dá)到相同，即在釬焊工件 體上也形成下低上高的溫度梯度；第四步，將釬焊工件緩慢移出釬焊爐，釬焊工件的底部釬料首先凝固，然后逐漸向上順 序凝固，使釬縫中的氣體在凝固過程中排出，釬焊過程完成。
上述第二步完成后，如果溫度梯度未達(dá)到預(yù)設(shè)要求，可以通過爐體底部的冷卻調(diào) 溫裝置降低爐腔底部的溫度，保證爐腔底部的溫度低于爐腔上部的溫度。
本發(fā)明專用于該浸潰釬焊方法中的釬焊爐，包括鋪設(shè)有爐襯的爐體，置于爐體內(nèi) 的石墨坩堝內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有保溫層；水平活動(dòng)設(shè)置在所述石墨坩堝中的環(huán)形隔板將石墨坩 堝內(nèi)腔分成多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的腔室，在所述爐襯內(nèi)自上而下與各腔室位置相對(duì)應(yīng)的設(shè)置有多 個(gè)加熱體，所述加熱體的功率自上而下依次減??；在所述石墨坩堝內(nèi)腔中設(shè)置有溫度監(jiān)測(cè)>J-U ρ α裝直。
所述爐體的下部設(shè)置有調(diào)溫冷卻裝置，所述調(diào)溫冷卻裝置為環(huán)置于石墨坩堝保溫層內(nèi)的冷卻水管。
所述的溫度監(jiān)測(cè)裝置為測(cè)溫元件分別延伸進(jìn)各腔室中的熱電偶。
本發(fā)明的浸潰釬焊方法很好的解決了浸潰釬焊時(shí)焊件存在的氣孔多、釬著率低、 產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定且能耗大等問題。通過對(duì)爐內(nèi)的熔融釬料和熔鹽預(yù)設(shè)溫度梯度，使待焊工件浸入其內(nèi)釬焊時(shí)也形成與其相同的溫度梯度，釬焊結(jié)束，移出焊件時(shí)，由于焊件上部的釬料溫度高于底部釬料的溫度，所以底部釬料首先凝固，于是在釬縫中形成自下而上的順序凝固，釬縫中的氣體在凝固過程中排出，從而消除了釬縫中的氣孔缺陷，提高了釬著率，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量及其穩(wěn)定性。
本發(fā)明專用的釬焊爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可根據(jù)不同的工藝要求設(shè)定不同的溫度梯度，滿足了不同焊件的釬焊要求。


圖1是本發(fā)明釬焊爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

本發(fā)明所述的預(yù)設(shè)溫度梯度的浸潰釬焊方法，包括下述步驟第一步，根據(jù)待釬焊工件的體積，選擇在釬焊爐內(nèi)腔中水平放置至少一層環(huán)形隔板，使釬焊爐內(nèi)腔形成至少兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的空間，如果釬焊的工件較大，則環(huán)形隔板可以放置多層，環(huán)形隔板的中部孔徑以能放入釬焊工件為宜；第二步，根據(jù)工藝要求，利用不同功率的加熱體(加熱體可以是感應(yīng)加熱體，也可以是電極加熱體)對(duì)釬焊爐上下部分別進(jìn)行加熱，使?fàn)t內(nèi)的熔融釬料或熔鹽按環(huán)形隔板分割的空間分布形成自下而上溫度逐漸升高的溫度梯度，并通過溫度監(jiān)測(cè)裝置隨時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；如果溫度梯度未達(dá)到預(yù)設(shè)要求，可以通過爐體底部的冷卻調(diào)溫裝置降低爐腔底部的溫度，保證爐腔底部的溫度低于爐腔上部的溫度；第三步，達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度梯度后，將釬焊工件從環(huán)形隔板的中部孔中浸入熔融釬料或熔鹽中進(jìn)行焊接，一定時(shí)間后(1-2分鐘)，釬焊工件各部位與接觸的熔融釬料或熔鹽的溫度達(dá)到相同，即在釬焊工件體上也形成下低上高的溫度梯度；第四步，將釬焊工件緩慢移出釬焊爐，釬焊工件的底部釬料首先凝固，然后逐漸向上順序凝固，使釬縫中的氣體在凝固過程中排出，釬焊過程完成。
如圖1所示，為滿足上述工藝方法的實(shí)施，本發(fā)明所述的專用于該方法的釬焊爐， 包括鋪設(shè)有爐襯I的爐體2，置于爐體2內(nèi)的石墨坩堝3內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有保溫層4 ;水平活動(dòng)設(shè)置在石墨坩堝中的環(huán)形隔板5將石墨坩堝內(nèi)腔分成多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的腔室，在爐襯I內(nèi)自上而下與各腔室位置相對(duì)應(yīng)的設(shè)置有多個(gè)加熱體6，加熱體6的功率自上而下依次減小； 在石墨坩堝內(nèi)腔中設(shè)置有溫度監(jiān)測(cè)裝置，該溫度監(jiān)測(cè)裝置可以是測(cè)溫元件8分別延伸進(jìn)各腔室中的熱電偶；為使?fàn)t內(nèi)的熔融釬料或熔鹽滿足工藝要求的溫度梯度，在爐體的下部設(shè)置有調(diào)溫冷卻裝置，該調(diào)溫冷卻裝置可以為環(huán)置于石墨坩堝保溫層4內(nèi)的管徑不同的冷卻水管7，需要時(shí)可在不同管徑的冷卻水管7內(nèi)通入冷水進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)，保證下部熔融釬料或熔鹽的溫度低于表面的溫度，形成滿足工藝要求的溫度梯度。
釬焊時(shí)，不同功率的加熱體分別加熱石墨坩堝3的上下部，使不同部位的熔融釬料/熔鹽9具有不同的溫度，通過向不同管徑的冷卻水管7中通入冷水靈活調(diào)節(jié)下部熔融釬料/熔鹽9的溫度，保證上部熔融釬料/熔鹽的溫度高于下部，即在熔融釬料/熔鹽中形成自下而上的溫度梯度，并用溫度監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)。根據(jù)不同的工藝要求可以設(shè)定不同的溫度梯度，滿足不同焊件10的釬焊要求。焊件10從環(huán)形隔板5的內(nèi)孔中浸入(環(huán)形隔板 5可以根據(jù)焊件10的體積進(jìn)行調(diào)整，保證焊件10從其內(nèi)孔中穿過)，放置一定時(shí)間后，焊件 10各部位與接觸的熔融釬料/熔鹽9相同，也形成溫度梯度，接著把焊件10緩慢移出，焊件10上部的釬料溫度高于底部釬料的溫度，底部的釬料先凝固，于是在釬縫中形成自下而上的順序凝固，釬縫中的氣體在凝固過程中排出，從而消除了釬縫中的氣孔缺陷，提高了釬著率，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量及其穩(wěn)定性。
例如1、對(duì)于用Sn-37Pb釬料的浸潰釬焊，釬料的凝固范圍為183-183°c，則熔融釬料的溫度設(shè)置在195-205°C之間，上部及表面溫度為205°C，下部溫度為195°C，中間為溫度過渡區(qū)間， 根據(jù)焊件大小，設(shè)定過渡區(qū)間的大小。過渡區(qū)間的溫度梯度根據(jù)過渡區(qū)間的不同，在O.10C/ Cm--10°C/Cm之間變化。焊件浸入后，各部分被迅速加熱到設(shè)定溫 度；緩慢取出焊件，在溫度梯度的作用下，熔融釬料順序凝固，釬焊過程完成。
2、對(duì)于用Sn_40Pb釬料的浸潰釬焊，釬料的凝固范圍為183_196°C，則熔融釬料的溫度設(shè)置在205-215°C之間，上部及表面溫度為215°C，下部溫度為205°C，中間為溫度過渡區(qū)間，根據(jù)焊件大小，設(shè)定過渡區(qū)間的大小。過渡區(qū)間的溫度梯度根據(jù)過渡區(qū)間的不同，在 O. rC/Cm-10°C/Cm之間變化。焊件浸入后，各部分被迅速加熱到設(shè)定溫度，緩慢取出焊件， 在溫度梯度的作用下，熔融釬料順序凝固，釬焊過程完成。
3、對(duì)于用Sn_50Pb釬料的浸潰釬焊，釬料的凝固范圍為183_215°C，則熔融釬料的溫度設(shè)置在225-235°C之間，上部及表面溫度為235°C，下部溫度為225°C，中間為溫度過渡區(qū)間，根據(jù)焊件大小，設(shè)定過渡區(qū)間的大小。過渡區(qū)間的溫度梯度根據(jù)過渡區(qū)間的不同，在O.rC/Cm-10°C/Cm之間變化。焊件浸入后，各部分被迅速加熱到設(shè)定溫度，緩慢取出焊件， 在溫度梯度的作用下，熔融釬料順序凝固，釬焊過程完成。
4、對(duì)于用Sn_60Pb釬料的浸潰釬焊，釬料的凝固范圍為183_238°C，則熔融釬料的溫度設(shè)置在250-265°C之間，上部及表面溫度為265°C，下部溫度為250°C，中間為溫度過渡區(qū)間，根據(jù)焊件大小，設(shè)定過渡區(qū)間的大小。過渡區(qū)間的溫度梯度根據(jù)過渡區(qū)間的不同，在O.rC/Cm-15°C/Cm之間變化。焊件浸入后，各部分被迅速加熱到設(shè)定溫度，緩慢取出焊件， 在溫度梯度的作用下，熔融釬料順序凝固，釬焊過程完成。
5、對(duì)于用Al-Si釬料的鹽浴浸潰釬焊，釬料的凝固范圍為570_630°C，則熔鹽的溫度設(shè)置在640-655°C之間，上部溫度為655°C，下部溫度為640°C，中間為溫度過渡區(qū)間，根據(jù)焊件大小，設(shè)定過渡區(qū)間的大小。過渡區(qū)間的溫度梯度根據(jù)過渡區(qū)間的不同，在O.10C/ Cm--15°C/Cm之間變化。焊件浸入后，各部分被迅速加熱到設(shè)定溫度，緩慢取出焊件，在溫度梯度的作用下，熔融釬料順序凝固，釬焊過程完成。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)設(shè)溫度梯度的浸潰釬焊方法，其特征在于它包括下述步驟第一步，根據(jù)待釬焊工件的體積，選擇在釬焊爐內(nèi)腔中水平放置至少一層環(huán)形隔板，使釬焊爐內(nèi)腔形成至少兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的空間，環(huán)形隔板的中部孔徑以能放入釬焊工件為宜；第二步，根據(jù)工藝要求，利用不同功率的加熱體對(duì)釬焊爐上下部分別進(jìn)行加熱，使?fàn)t內(nèi)的熔融釬料或熔鹽形成自下而上溫度逐漸升高的溫度梯度，并通過溫度監(jiān)測(cè)裝置隨時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；第三步，達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度梯度后，將釬焊工件浸入熔融釬料或熔鹽中進(jìn)行焊接，一定時(shí)間后，釬焊工件各部位與接觸的熔融釬料或熔鹽的溫度達(dá)到相同，即在釬焊工件體上也形成下低上高的溫度梯度；第四步，將釬焊工件緩慢移出釬焊爐，釬焊工件的底部釬料首先凝固，然后逐漸向上順序凝固，使釬縫中的氣體在凝固過程中排出，釬焊過程完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)設(shè)溫度梯度的浸潰釬焊方法，其特征在于上述第二步完成后，如果溫度梯度未達(dá)到預(yù)設(shè)要求，可以通過爐體底部的冷卻調(diào)溫裝置降低爐腔底部的溫度，保證爐腔底部的溫度低于爐腔上部的溫度。
3.一種專用于權(quán)利要求1或2所述浸潰釬焊方法中的釬焊爐，包括鋪設(shè)有爐襯(I)的爐體(2)，置于爐體(2)內(nèi)的石墨坩堝(3)內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有保溫層(4);其特征在于水平活動(dòng)設(shè)置在所述石墨坩堝中的環(huán)形隔板(5)將石墨坩堝內(nèi)腔分成多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的腔室，在所述爐襯(I)內(nèi)自上而下與各腔室位置相對(duì)應(yīng)的設(shè)置有多個(gè)加熱體(6)，所述加熱體(6)的功率自上而下依次減??；在所述石墨坩堝內(nèi)腔中設(shè)置有溫度監(jiān)測(cè)裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的釬焊爐，其特征在于所述爐體的下部設(shè)置有調(diào)溫冷卻裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的釬焊爐，其特征在于所述調(diào)溫冷卻裝置為環(huán)置于石墨坩堝保溫層(4)內(nèi)的冷卻水管(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的釬焊爐，其特征在于所述的溫度監(jiān)測(cè)裝置為測(cè)溫元件(8)分別延伸進(jìn)各腔室中的熱電偶。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種預(yù)設(shè)溫度梯度的浸漬釬焊方法，首先在釬焊爐中水平放置環(huán)形隔板，使釬焊爐內(nèi)形成至少兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的空間；利用不同功率的加熱體對(duì)釬焊爐上下部分別進(jìn)行加熱，使?fàn)t內(nèi)的熔融釬料形成自下而上溫度逐漸升高的溫度梯度，工件浸入其中進(jìn)行焊接，工件各部位與接觸的熔融釬料的溫度達(dá)到相同；將工件緩慢移出，釬焊工件的底部釬料首先凝固，逐漸向上順序凝固，使釬縫中的氣體在凝固過程中排出，釬焊過程完成。本發(fā)明還公開了專用的釬焊爐。本發(fā)明很好的解決了浸漬釬焊時(shí)焊件存在的氣孔多、釬著率低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定且能耗大等問題。釬焊爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可根據(jù)不同的工藝要求設(shè)定不同的溫度梯度，滿足了不同焊件的釬焊要求。
文檔編號(hào)B23K1/008GK103008813SQ20121051196
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者龍偉民, 樊江磊, 馬佳, 鮑麗, 沈元?jiǎng)? 張青科, 郭艷紅, 李濤, 鐘素娟, 劉文明, 張強(qiáng) 申請(qǐng)人:鄭州機(jī)械研究所