專利名稱：改善釬料潤(rùn)濕性的裝置及其檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及改善釬料潤(rùn)濕性的裝置及其檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
潤(rùn)濕性是釬料的重要性能，良好的潤(rùn)濕性是獲得具有高可靠性釬焊焊點(diǎn)的前提。釬料的潤(rùn)濕性與液態(tài)釬料在母材表面的鋪展、材料界面的傳質(zhì)行為以及氣液、固液界面張力有關(guān)。目前，為提高釬料潤(rùn)濕性的方法主要是使用釬劑通過化學(xué)反應(yīng)去除母材表面的氧化膜，并降低固液表面張力，保護(hù)液態(tài)釬料不被氧化，但是由于釬劑一般都具有腐蝕性，上述方法將對(duì)釬焊焊點(diǎn)或接頭在服役過程中有不利影響。另外，現(xiàn)有技術(shù)中也存在通過施加外加能量來改善釬料的潤(rùn)濕性的方法和裝置，以達(dá)到少用、甚至不用釬劑的目的。施加外加能量改善釬料的潤(rùn)濕性的方法有以下兩種，一種是對(duì)母材施加超聲波振動(dòng)載荷，另一種在釬料與母材的焊接位置施加靜電場(chǎng)。使用超聲波振動(dòng)載荷改善釬料潤(rùn)濕性的現(xiàn)有技術(shù)如200710071744.2號(hào)中國(guó)實(shí)用新型專利說明書所公開的一種超聲波振動(dòng)液相焊接設(shè)備，該設(shè)備包括超聲波振動(dòng)加載裝置和釬焊加熱熱源，上述專利文獻(xiàn)中研究了 ZnAl釬料在頻率20kHz、振幅10 y m超聲波振動(dòng)載荷作用下的潤(rùn)濕填縫過程；研究表明，超聲波振動(dòng)在液體中傳播會(huì)產(chǎn)生空化作用，借此能夠破除母材表面的氧化膜并促進(jìn)液態(tài)釬料在母材表面的鋪展。但是，單純施加超聲波振動(dòng)會(huì)使液態(tài)釬料在潤(rùn)濕過程中產(chǎn)生“皮下潛流層”，不利于釬料充分潤(rùn)濕，釬料潤(rùn)濕程度有限。在超聲波振動(dòng)載荷作用下，釬料的潤(rùn)濕性大多能得到改善，但改善程度有限。使用靜電場(chǎng)改善釬料潤(rùn)濕性的現(xiàn)有技術(shù)如西安理工大學(xué)李大圣、范志康在《稀有金屬材料與工程》2007年第36卷第6期的期刊論文(論文題目為電場(chǎng)和元素Cr對(duì)Cu/W潤(rùn)濕性的影響)中研究了靜電場(chǎng)對(duì)Cu/W潤(rùn)濕的影響，該論文中公開了在靜電場(chǎng)作用下進(jìn)行釬料潤(rùn)濕過程的方法，外加靜電場(chǎng)能在液固界面處形成接觸電勢(shì)和電荷富集，從而引起固液界面能降低，并且靜電場(chǎng)能夠促進(jìn)材料界面?zhèn)髻|(zhì)，有利于釬料潤(rùn)濕，但單一靜電場(chǎng)的作用對(duì)釬料潤(rùn)濕性的改善也很有限。上述通過外加能量改善釬料潤(rùn)濕 性的方法，不管是單一施加超聲波振動(dòng)載荷還是單一施加靜電場(chǎng)，都僅能在有限范圍內(nèi)提高釬料的潤(rùn)濕性。此外，單一加超聲波振動(dòng)載荷的實(shí)驗(yàn)裝置存在加熱環(huán)境均溫性差的缺點(diǎn)；單一加靜電場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)裝置存在靜電場(chǎng)電源品種單一，不能開展靜電場(chǎng)種類、極性等對(duì)潤(rùn)濕性影響的實(shí)驗(yàn)研究的缺點(diǎn)。這兩種方法均存在實(shí)驗(yàn)裝置二次開發(fā)性差的弊端。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠同時(shí)對(duì)母材、釬料施加超聲波振動(dòng)載荷和靜電場(chǎng)的改善釬料潤(rùn)濕性的裝置和改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的裝置包括如下技術(shù)方案:改善釬料潤(rùn)濕性的裝置，包括用于對(duì)試件施加靜電場(chǎng)的靜電場(chǎng)施加系統(tǒng)、用于對(duì)試件施加超聲波載荷的超聲波載荷施加系統(tǒng)；所述靜電場(chǎng)施加系統(tǒng)包括靜電場(chǎng)電源、與靜電場(chǎng)電源電連接的上下相對(duì)間隔設(shè)置的上電極板和下電極板；超聲波載荷施加系統(tǒng)包括提供超聲波振動(dòng)源的超聲波發(fā)生系統(tǒng)和將超聲波振動(dòng)傳遞給試件的超聲波振動(dòng)傳遞系統(tǒng)，所述超聲波發(fā)生系統(tǒng)包括超聲波發(fā)生電源、與超聲波發(fā)生電源電連接的壓電陶瓷換能器，超聲波振動(dòng)傳遞系統(tǒng)包括支架、與支架鉸接擺動(dòng)連接或彈性擺動(dòng)連接的用于伸入所述上電極板和下電極板之間的超聲波傳遞桿、固設(shè)于超聲波傳遞桿上的用于壓緊試件的振動(dòng)壓頭，所述壓電陶瓷換能器固定于超聲波傳遞桿上。改善釬料潤(rùn)濕性的裝置還包括實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，所述上電極板和下電極板分別通過絕緣體支撐設(shè)置于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，所述下電極板的上表面上設(shè)有用于放置試件的絕緣墊片，絕緣墊片的上端具有用于放置試件的平面，支撐上電極板的絕緣體為絕緣柱，支撐下電極板的絕緣體為絕緣板。所述上電極板與下電極板之間的間距不小于3cm，上電極板和下電極板之間的靜電場(chǎng)強(qiáng)度范圍為0 6.6kV/cm。所述超聲波傳遞桿上裝配有加壓配重。所述超聲波發(fā)生系統(tǒng)還包括用于放大振幅的聚能器，所述壓電陶瓷換能器與聚能器連接組合成組合體而一同固定在超聲波傳遞桿上，所述超聲波發(fā)生電源具有0 300W的振動(dòng)功率和20-40kHz的振動(dòng)頻率。所述支架包括上下方向?qū)虻幕瑒?dòng)軌道和導(dǎo)向滑動(dòng)裝配于滑動(dòng)軌道上的與所述超聲波傳遞桿鉸接的滑動(dòng)套筒，所述超聲波發(fā)生系統(tǒng)的聚能器通過螺絲固定于超聲波傳遞桿的靠近支架一端的頂部，并且聚能器振動(dòng)方向與超聲波傳遞桿的長(zhǎng)度延伸方向垂直。采用本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的裝置可以使釬料和母材被超聲波振動(dòng)載荷和靜電場(chǎng)輔助共同作用，能夠大大提高釬料的潤(rùn)濕性，克服了現(xiàn)有技術(shù)單一施加超聲波振動(dòng)或單一施加靜電場(chǎng)在提高釬料潤(rùn)濕性方面的局限(無法實(shí)現(xiàn)振動(dòng)載荷與靜電場(chǎng)共同作用、單一加超聲波振動(dòng)裝置加熱環(huán)境均溫性差、單一加靜電場(chǎng)裝置靜電場(chǎng)電源品種單一、以及兩者均存在實(shí)驗(yàn)裝置二·次開發(fā)性差等不足)。本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的裝置拓展了少用、甚至不用釬劑的釬焊技術(shù)研究，既可以用于釬料性能的測(cè)試實(shí)驗(yàn)，也可以應(yīng)用于工業(yè)釬焊生產(chǎn)。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的裝置的上、下電極板之間的間距不小于3cm，可以使在試件表面處在實(shí)驗(yàn)過程中的靜電場(chǎng)強(qiáng)度均勻、變化小。本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置采用如下技術(shù)方案:改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置，包括用于對(duì)試件加熱的加熱系統(tǒng)、用于對(duì)試件施加靜電場(chǎng)的靜電場(chǎng)施加系統(tǒng)、用于對(duì)試件施加超聲波載荷的超聲波載荷施加系統(tǒng)；所述靜電場(chǎng)施加系統(tǒng)包括靜電場(chǎng)電源、與靜電場(chǎng)電源電連接的上下相對(duì)間隔設(shè)置的上電極板和下電極板；超聲波載荷施加系統(tǒng)包括提供超聲波振動(dòng)源的超聲波發(fā)生系統(tǒng)和將超聲波振動(dòng)傳遞給試件的超聲波振動(dòng)傳遞系統(tǒng)，所述超聲波發(fā)生系統(tǒng)包括超聲波發(fā)生電源、與超聲波發(fā)生電源電連接的壓電陶瓷換能器，超聲波振動(dòng)傳遞系統(tǒng)包括支架、與支架鉸接擺動(dòng)連接或彈性擺動(dòng)連接的用于伸入所述上電極板和下電極板之間的超聲波傳遞桿、固設(shè)于超聲波傳遞桿上的用于壓緊試件的振動(dòng)壓頭，所述壓電陶瓷換能器固定于超聲波傳遞桿上。加熱系統(tǒng)包括用于加熱母材和釬料的加熱爐、設(shè)于加熱爐內(nèi)的熱電偶、設(shè)于加熱爐外的與熱電偶控制連接的用于監(jiān)測(cè)和控制試件的周圍環(huán)境溫度的溫度控制儀表，所述上電極板和下電極板設(shè)置于加熱爐中，所述超聲波傳遞桿一端伸出加熱爐之外，所述超聲波振動(dòng)源的超聲波發(fā)生系統(tǒng)設(shè)于加熱爐之外。改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置還包括實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，所述上電極板和下電極板分別通過絕緣體支撐設(shè)置于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，所述下電極板的上表面上設(shè)有用于放置試件的絕緣墊片，絕緣墊片的上端具有用于放置試件的平面，支撐上電極板的絕緣體為絕緣柱，支撐下電極板的絕緣體為絕緣板。所述上電極板與下電極板之間的間距不小于3cm，上電極板和下電極板之間的靜電場(chǎng)強(qiáng)度范圍為0 6.6kV/cm。所述超聲波傳遞桿上裝配有加壓配重。所述超聲波發(fā)生系統(tǒng)還包括用于放大振幅的聚能器，所述壓電陶瓷換能器與聚能器連接組合成組合體而一同固定在超聲波傳遞桿上，所述超聲波發(fā)生電源具有0 300W的振動(dòng)功率和20-40kHz的振動(dòng)頻率。所述支架包括上下方向?qū)虻幕瑒?dòng)軌道和導(dǎo)向滑動(dòng)裝配于滑動(dòng)軌道上的與所述超聲波傳遞桿鉸接的滑動(dòng)套筒，所述超聲波發(fā)生系統(tǒng)的聚能器通過螺絲固定于超聲波傳遞桿的靠近支架一端的頂部，并且聚能器振動(dòng)方向與超聲波傳遞桿的長(zhǎng)度延伸方向垂直。采用本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置可以使釬料和母材被超聲波振動(dòng)載荷和靜電場(chǎng)輔助共同作用，能夠大大提高釬料的潤(rùn)濕性，克服了現(xiàn)有技術(shù)單一施加超聲波振動(dòng)或單一施加靜電場(chǎng)在提高釬料潤(rùn)濕性方面的局限(無法實(shí)現(xiàn)振動(dòng)載荷與靜電場(chǎng)共同作用、單一加超聲波振動(dòng)裝置加熱環(huán)境均溫性差、單一加靜電場(chǎng)裝置靜電場(chǎng)電源品種單一、以及兩者均存在實(shí)驗(yàn)裝置二次開發(fā)性差等不足)。本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置拓展了少用、甚至不用釬劑的釬焊技術(shù)研究，既可以用于釬料性能的測(cè)試實(shí)驗(yàn)，也可以應(yīng)用于工業(yè)釬焊生產(chǎn)。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置的加熱系統(tǒng)包括加熱爐、熱電偶和溫度控制儀，可以方便監(jiān)測(cè)和控制試件的周圍環(huán)境溫度。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置的上、下電極板之間的間距不小于3cm，可以使在試件表面處在實(shí)驗(yàn)過程中的靜電場(chǎng)強(qiáng)度均勻、變化小。

圖1是本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置的一種實(shí)施例的使用狀態(tài)圖；圖2是圖1中超聲波載荷施加系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不意圖；圖3是圖1中靜電場(chǎng)施加系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖1中加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置的一種實(shí)施例，如圖1-4所示:該裝置包括用于對(duì)試件加熱的加熱系統(tǒng)、用于對(duì)試件2施加靜電場(chǎng)的靜電場(chǎng)施加系統(tǒng)、用于對(duì)試件2施加超聲波載荷 的超聲波載荷施加系統(tǒng)。[0030]加熱系統(tǒng)包括具有長(zhǎng)方體型的內(nèi)腔的加熱爐20、設(shè)于加熱爐20內(nèi)的熱電偶21、設(shè)于加熱爐20外的與熱電偶21控制連接的用于監(jiān)測(cè)和控制試件的周圍環(huán)境溫度的溫度控制儀表22。所述熱電偶21采用220V交流電供電，受所述溫度控制儀表22的控制，所述加熱爐20的工作溫度范圍為室溫至1000°C。所述加熱爐20內(nèi)還設(shè)有沿水平方向延伸的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)3。靜電場(chǎng)施加系統(tǒng)包括靜電場(chǎng)電源38、與靜電場(chǎng)電源電連接的上下相對(duì)間隔設(shè)置的上電極板30和下電極板31。本實(shí)施例中所述上電極板30與下電極板31之間的間距為4cm。所述上、下電極板30、31分別通過絕緣體支撐設(shè)置于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)3上，所述下電極板31的上表面上設(shè)有用于放置試件2的絕緣墊片33，絕緣墊片33的上端具有用于放置試件2的平面。所述上電極板30和下電極板31上均焊接有由耐熱鋼制成的接線柱35，所述接線柱35連接有電極引線36，電極引線36 —端通過螺母緊固連接于接線柱35上、另一端與設(shè)于電熱爐外部的靜電場(chǎng)電源38連接。所述電極引線36上套設(shè)有用于將電極引線36與加熱爐20絕緣的絕緣套管37。在本實(shí)施例中，所述上、下電極板均為采用美國(guó)牌號(hào)304不銹鋼制成的圓形平板，支撐上電極板30的絕緣體具體為絕緣柱32，支撐下電極板31的絕緣體具體為絕緣板34，所述絕緣墊片33、絕緣板34均由具有高強(qiáng)度的氮化硅陶瓷制成，絕緣柱32由耐高電壓的非導(dǎo)電陶瓷制成，本實(shí)施例中采用氮化硅陶瓷制成。所述絕緣套管37由耐高溫、耐高電壓的陶瓷材料制成,本實(shí)施例中采用石英玻璃制成。電極引線36用耐熱金屬制成，本實(shí)施例中，電極引線36是直徑1.2mm的鎳硅熱電偶絲。試件所處環(huán)境靜電場(chǎng)強(qiáng)度為2.5kV/cm。所述靜電場(chǎng)電源38是可以提供0 20kV的正直流高壓、負(fù)直流高壓、交流高壓和脈沖高壓的靜電場(chǎng)電源，靜電場(chǎng)電源38具有正直流高壓輸出端、負(fù)直流高壓輸出端、交流高壓輸出端、正直流脈沖高壓輸出端以及接地端。靜電場(chǎng)電源的正直流高壓輸出端、負(fù)直流高壓輸出端、交流高壓輸出端、正直流脈沖高壓輸出端以及接地端中的任意兩個(gè)分別與上、下電極板的電極引線36相連接。本實(shí)施例中，所述上電極板30連接負(fù)高壓輸出端，下電極板31連接接地端，靜電場(chǎng)電源的電壓選擇10kV。超聲波載荷施加系統(tǒng)包括提供超聲波振動(dòng)源的超聲波發(fā)生系統(tǒng)I和將超聲波振動(dòng)傳遞給試件2的超聲波振動(dòng) 傳遞系統(tǒng)5。超聲波發(fā)生系統(tǒng)I包括超聲波發(fā)生電源40、與超聲波發(fā)生電源40電連接的壓電陶瓷換能器、與壓電陶瓷換能器連接組合構(gòu)成組合體41的聚能器，所述壓電陶瓷換能器和聚能器在制造時(shí)已經(jīng)組合在一起而構(gòu)成組合體41，超聲波振動(dòng)傳遞系統(tǒng)5包括支架、一端與支架上下擺動(dòng)鉸接而另一端穿設(shè)于所述上下電極板之間的超聲波傳遞桿50、固設(shè)于超聲波傳遞桿50的穿設(shè)于上下電極板之間的一端的朝下的用于壓緊試件的振動(dòng)壓頭51，所述振動(dòng)壓頭為陶瓷振動(dòng)壓頭，所述支架包括上下方向?qū)虻幕瑒?dòng)軌道53和導(dǎo)向滑動(dòng)裝配于滑動(dòng)軌道53上的與所述超聲波傳遞桿50鉸接的滑動(dòng)套筒52。所述超聲波發(fā)生系統(tǒng)I的由壓電陶瓷換能器和聚能器組合構(gòu)成的組合體41通過螺絲固定于超聲波傳遞桿50的靠近支架一端的頂部，并且聚能器振動(dòng)方向與超聲波傳遞桿50的長(zhǎng)度延伸方向垂直。所述超聲波傳遞桿50上于組合體41與振動(dòng)壓頭51之間裝配有加壓配重55，所述加壓配重55為砝碼。所述滑動(dòng)軌道53通過焊接固設(shè)于沿水平方向延伸的底座54上。所述聚能器為錐形聚能器，聚能器由TC4鈦合金制成，壓電陶瓷換能器通過導(dǎo)線將超聲波發(fā)生電源40提供的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為超聲波振動(dòng)能量形式，聚能器能起到將超聲波發(fā)生電源40提供的振幅放大2倍的作用。所述振動(dòng)載荷傳遞桿用TC4鈦合金制成。振動(dòng)壓頭51通過高溫膠與超聲波傳遞桿50固定連接，振動(dòng)壓頭51由氮化硅陶瓷制成。超聲波振動(dòng)載荷通過超聲波傳遞桿50由超聲波發(fā)生電源40傳遞至試件，產(chǎn)生的超聲波振動(dòng)功率0 300W，振動(dòng)頻率為20-40kHz。另外，本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)施例還包括用于工作完成后及時(shí)放掉上電極板、下電極板和靜電場(chǎng)電源輸出端的靜電的放電棒，所述放電棒由耐高電壓的大電阻和導(dǎo)線組成，使用時(shí)一端接靜電場(chǎng)電源的接地端，另一端與電極引線接觸放電。本實(shí)用新型除上述的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)施例外，在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中靜電場(chǎng)電源還可以選擇其它的電壓范圍以及靜電場(chǎng)電源各輸出端與相應(yīng)的上下電極板的不同接法。例如:上電極板、下電極板分別接負(fù)直流高壓輸出端、正直流高壓輸出端，輸出電壓范圍為0-20kV ;或者上電極板、下電極板分別接接地端、正直流高壓輸出端，輸出電壓范圍為O-1OkV ;或者上電極板、下電極板分別接正直流高壓輸出端、負(fù)直流高壓輸出端，輸出電壓為0-20kV ;或者上電極板、下電極板分別接正直流脈沖高壓、負(fù)直流高壓輸出端，輸出電壓為0-20kV ;或者上電極板、下電極板分別接接地端、負(fù)直流高壓輸出端，輸出電壓為O-1OkV;或者上電極板、下電極板分別接接地端、交流高壓輸出端，輸出電壓為O-1OkV ;或者上電極板、下電極板分別接負(fù)直流高壓輸出端、正直流脈沖高壓輸出端，輸出電壓為0-20kV ;或者上電極板、下電極板分別接接地端、正直流脈沖高壓輸出端，輸出電壓為O-1OkV;或者上電極板、下電極板分別接正直流高壓輸出端、接地端，輸出電壓為O-1OkV ;或者上電極板、下電極板分別接交流高壓輸出端、接地端，輸出電壓為O-1OkV ;或者上電極板、下電極板分別接正直流脈沖高壓輸出端、接地端，輸出電壓為0-10kV。進(jìn)一步的，除上述本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)施例外，本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置的其它實(shí)施例中，上電極板與下電極板之間具有間距可以為3cm或5cm或6cm。除上述本實(shí)用新型 的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)施例外，本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置的其它實(shí)施例中，加熱系統(tǒng)中還可以采用替他的熱源，如高頻感應(yīng)加熱，具體為通過線圈加熱。除上述本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)施例外，本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置的其它實(shí)施例中，試件所處環(huán)境靜電場(chǎng)強(qiáng)度可以為0 kV/cm或 6.6kV/cm 或 IkV/cm 或 2kV/cm 或 5kV/cm。除上述本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)施例外，本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置的其它實(shí)施例中，在僅使用壓電陶瓷換能器就能夠滿足要求時(shí)，超聲波載荷施加系統(tǒng)也可以省去聚能器而僅包括超聲波發(fā)生電源和壓電陶瓷換能器。除上述本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)施例外，本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置的其它實(shí)施例中，電極引線用鉬銠合金絲制成。除上述本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)施例外，本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置的其它實(shí)施例中，絕緣套管由氧化鋁陶瓷制成。除上述本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)施例外，本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置的其它實(shí)施例中，絕緣柱由石英玻璃或氧化鋁陶瓷制成。除上述本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)施例外，本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置的其它實(shí)施例中，絕緣墊片、絕緣板采用氧化鋁陶瓷制成。除上述本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)施例外，本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置的其它實(shí)施例中，電極引線一端之間擰緊在接線柱上，或電機(jī)引線的一端直接套裝擰緊在上、下電極板上。本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)施例的使用過程包括以下步驟:a)焊前準(zhǔn)備:I)用砂紙或角磨機(jī)打磨母材的待焊表面，并用丙酮或酒精進(jìn)行清洗，晾干或吹干后備用；2)將釬料制成顆粒，用丙酮浸泡、清洗，晾干后備用；3)靜電場(chǎng)電源、超聲波發(fā)生電源接入220V交流電；4)調(diào)定所需的超聲波振動(dòng)功率后關(guān)閉超聲波發(fā)生電源，待實(shí)驗(yàn)需要時(shí)開啟；5)調(diào)定需要的靜電場(chǎng)種類、極性、電壓后關(guān)閉靜電場(chǎng)電源，待實(shí)驗(yàn)需要時(shí)開啟。b)加熱母材和釬料:將試件放置于形成設(shè)定的輸出電壓的靜電場(chǎng)的上、下電極板之間，使用與設(shè)定頻率的超聲波振動(dòng)源傳動(dòng)連接而振動(dòng)的超聲波傳遞桿伸入所述靜電場(chǎng)中，并通過超聲波傳遞桿 上固連的振動(dòng)壓頭對(duì)試件施加超聲波載荷，對(duì)處于靜電場(chǎng)中的試件加熱至設(shè)定溫度。c)焊后處理:加熱完成后，及時(shí)使用放電棒放掉上電極板或下電極板上、靜電場(chǎng)電源輸出端的靜電；打開加熱爐門，取下超聲波振動(dòng)壓頭，取出試件。d)檢測(cè)潤(rùn)濕性:對(duì)試件拍照，用制圖軟件標(biāo)定釬料潤(rùn)濕面積和潤(rùn)濕角，通過釬料的潤(rùn)濕面積和潤(rùn)濕角來判斷潤(rùn)濕性。在保證用電安全的前提下，上述實(shí)施例1中步驟a) -b)中的各個(gè)分步的次序可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)定的操作程序改變。本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的裝置的實(shí)施例與上述的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)施例的不同之處在于，不包括用于加熱試件的加熱系統(tǒng)。因?yàn)閷?duì)試件的加熱是在檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中必需的實(shí)驗(yàn)過程，該改善釬料潤(rùn)濕性的裝置既可以使用外加熱源用于改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)過程，也可以用在工業(yè)釬焊生產(chǎn)過程中，而無論根據(jù)具體工作場(chǎng)合采用哪種熱源，本實(shí)用新型的改善釬料潤(rùn)濕性的裝置均可以對(duì)試件同時(shí)施加設(shè)定的靜電場(chǎng)和設(shè)定的超聲波振動(dòng)載荷，即可提高釬料潤(rùn)濕性。
權(quán)利要求1.改善釬料潤(rùn)濕性的裝置，其特征在于:包括用于對(duì)試件施加靜電場(chǎng)的靜電場(chǎng)施加系統(tǒng)、用于對(duì)試件施加超聲波載荷的超聲波載荷施加系統(tǒng)；所述靜電場(chǎng)施加系統(tǒng)包括靜電場(chǎng)電源、與靜電場(chǎng)電源電連接的上下相對(duì)間隔設(shè)置的上電極板和下電極板；超聲波載荷施加系統(tǒng)包括提供超聲波振動(dòng)源的超聲波發(fā)生系統(tǒng)和將超聲波振動(dòng)傳遞給試件的超聲波振動(dòng)傳遞系統(tǒng)，所述超聲波發(fā)生系統(tǒng)包括超聲波發(fā)生電源、與超聲波發(fā)生電源電連接的壓電陶瓷換能器，超聲波振動(dòng)傳遞系統(tǒng)包括支架、與支架鉸接擺動(dòng)連接或彈性擺動(dòng)連接的用于伸入所述上電極板和下電極板之間的超聲波傳遞桿、固設(shè)于超聲波傳遞桿上的用于壓緊試件的振動(dòng)壓頭，所述壓電陶瓷換能器固定于超聲波傳遞桿上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善釬料潤(rùn)濕性的裝置，其特征在于:還包括實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，所述上電極板和下電極板分別通過絕緣體支撐設(shè)置于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，所述下電極板的上表面上設(shè)有用于放置試件的絕緣墊片，絕緣墊片的上端具有用于放置試件的平面，支撐上電極板的絕緣體為絕緣柱，支撐下電極板的絕緣體為絕緣板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善釬料潤(rùn)濕性的裝置，其特征在于:所述上電極板與下電極板之間的間距不小于3cm，上電極板和下電極板之間的靜電場(chǎng)強(qiáng)度范圍為O 6.6kV/cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善釬料潤(rùn)濕性的裝置，其特征在于:所述超聲波傳遞桿上裝配有加壓配重。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的改善釬料潤(rùn)濕性的裝置，其特征在于:所述超聲波發(fā)生系統(tǒng)還包括用于放大振幅的聚能器，所述壓電陶瓷換能器與聚能器連接組合成組合體而一同固定在超聲波傳遞桿上，所述超聲波發(fā)生電源具有O 300W的振動(dòng)功率和20-40kHz的振動(dòng)頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改善釬料潤(rùn)濕性的裝置，其特征在于:所述支架包括上下方向?qū)虻幕瑒?dòng)軌道和導(dǎo)向滑動(dòng)裝配于滑動(dòng)軌道上的與所述超聲波傳遞桿鉸接的滑動(dòng)套筒，所述超聲波發(fā)生系統(tǒng)的聚能器通過螺絲固定于超聲波傳遞桿的靠近支架一端的頂部，并且聚能器振動(dòng)方向與超聲波傳遞桿的長(zhǎng)度延伸方向垂直。
7.改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:包括用于對(duì)試件加熱的加熱系統(tǒng)、用于對(duì)試件施加靜電場(chǎng)的靜電場(chǎng)施加系統(tǒng)、用于對(duì)試件施加超聲波載荷的超聲波載荷施加系統(tǒng)；所述靜電場(chǎng)施加系統(tǒng)包括靜電場(chǎng)電源、與靜電場(chǎng)電源電連接的上下相對(duì)間隔設(shè)置的上電極板和下電極板；超聲波載荷施加系統(tǒng)包括提供超聲波振動(dòng)源的超聲波發(fā)生系統(tǒng)和將超聲波振動(dòng)傳遞給試件的超聲波振動(dòng)傳遞系統(tǒng)，所述超聲波發(fā)生系統(tǒng)包括超聲波發(fā)生電源、與超聲波發(fā)生電源電連接的壓電陶瓷換能器，超聲波振動(dòng)傳遞系統(tǒng)包括支架、與支架鉸接擺動(dòng)連接或彈性擺動(dòng)連接的用于伸入所述上電極板和下電極板之間的超聲波傳遞桿、固設(shè)于超聲波傳遞桿上的用于壓緊試件的振動(dòng)壓頭，所述壓電陶瓷換能器固定于超聲波傳遞桿上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:加熱系統(tǒng)包括用于加熱母材和釬料的加熱爐、設(shè)于加熱爐內(nèi)的熱電偶、設(shè)于加熱爐外的與熱電偶控制連接的用于監(jiān)測(cè)和控制試件的周圍環(huán)境溫度的溫度控制儀表，所述上電極板和下電極板設(shè)置于加熱爐中，所述超聲波傳遞桿一端伸出加熱爐之外，所述超聲波振動(dòng)源的超聲波發(fā)生系統(tǒng)設(shè)于加熱爐之外。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:還包括實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，所述上電極板和下電極板分別通過絕緣體支撐設(shè)置于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，所述下電極板的上表面上設(shè)有用于放置試件的絕緣墊片，絕緣墊片的上端具有用于放置試件的平面，支撐上電極板的絕緣體為絕緣柱，支撐下電極板的絕緣體為絕緣板。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述上電極板與下電極板之間的間距不小于3cm，上電極板和下電極板之間的靜電場(chǎng)強(qiáng)度范圍為0 6.6kV/cm。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述超聲波傳遞桿上裝配有加壓配重。
12.根據(jù)權(quán)利要求7-11中任意一項(xiàng)所述的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述超聲波發(fā)生系統(tǒng)還包括用于放大振幅的聚能器，所述壓電陶瓷換能器與聚能器連接組合成組合體而一同固定在超聲波傳遞桿上，所述超聲波發(fā)生電源具有0 300W的振動(dòng)功率和20-40kHz的振動(dòng)頻率。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的改善釬料潤(rùn)濕性的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述支架包括上下方向?qū)虻幕瑒?dòng)軌道和導(dǎo)向滑動(dòng)裝配于滑動(dòng)軌道上的與所述超聲波傳遞桿鉸接的滑動(dòng)套筒，所述超 聲波發(fā)生系統(tǒng)的聚能器通過螺絲固定于超聲波傳遞桿的靠近支架一端的頂部，并且聚能器振動(dòng)方向與超聲波傳遞桿的長(zhǎng)度延伸方向垂直。
專利摘要本實(shí)用新型涉及改善釬料潤(rùn)濕性的裝置及其檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置。改善釬料潤(rùn)濕性的裝置，包括靜電場(chǎng)施加系統(tǒng)、用于對(duì)試件施加超聲波載荷的超聲波載荷施加系統(tǒng)；靜電場(chǎng)施加系統(tǒng)包括靜電場(chǎng)電源、與靜電場(chǎng)電源電連接的上電極板和下電極板；超聲波載荷施加系統(tǒng)包括提供超聲波振動(dòng)源的超聲波發(fā)生系統(tǒng)和將超聲波振動(dòng)傳遞給試件的超聲波振動(dòng)傳遞系統(tǒng)。本實(shí)用新型可以使釬料和母材被超聲波振動(dòng)載荷和靜電場(chǎng)輔助共同作用，能夠大大提高釬料的潤(rùn)濕性，克服了現(xiàn)有技術(shù)中單一施加超聲波振動(dòng)或單一施加靜電場(chǎng)在提高釬料潤(rùn)濕性方面所存在的局限。本實(shí)用新型拓展了少用、甚至不用釬劑的釬焊技術(shù)研究，既可以用于釬料性能的測(cè)試實(shí)驗(yàn)，也可以應(yīng)用于工業(yè)釬焊生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B23K31/02GK203109458SQ201320058319
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月1日
發(fā)明者張柯柯, 趙愷, 邱然鋒, 張占領(lǐng), 李臣陽(yáng), 衡中皓, 王要利, 石紅信, 張曉嬌, 于華, 劉珊中, 栗海仙, 孫敬 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)