專利名稱：一種銅/鋁超聲液相擴散釬焊工藝及釬焊裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種釬焊工藝及釬焊裝置，尤其涉及一種銅/鋁超聲液相擴散釬焊工藝及釬焊裝置。
背景技術：
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，實現釬焊過程。其不足之處是這種方法在釬焊過程中需要使用釬劑， 對銅/鋁接頭的表面狀態(tài)和結構有較高要求，對于結構復雜的接頭，如電子電氣行業(yè)常用到的鋁線與銅制引出端的接頭結構(銅端子半包圍鋁線)，其超聲波釬焊較為困難。
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題針對現有技術的不足而提供了一種銅/鋁超聲液相擴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，以及氬氣保護條件下實施釬焊的方法，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，對銅 /鋁釬焊接頭的結構要求不高。本發(fā)明是通過如下技術措施實現的一種用于銅/鋁接頭的超聲液相擴散釬焊工藝，其特征是，首先進行鋁線清理，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共晶釬料中實施超聲波液相擴散釬焊，焊接時間保持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幕，在坩堝的外圍設置加熱裝置；
b:調節(jié)超聲波發(fā)生器控制面板，使其產生頻率為20KHz，功率密度為0. 3-0. 5ff/mm2的超聲波；調節(jié)加熱裝置的控制面板使釬料的溫度達到320-420°C并保持；
c 開啟氬氣風幕，使氬氣的流量為5L/min并通向坩堝內，并同時進行釬焊。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，所述坩堝正上方設置有氬氣風幕。本發(fā)明的釬焊裝置具有結構簡單、設計巧妙的優(yōu)點；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，對銅/鋁釬焊接頭的表面和結構要求不高。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；釬焊的工藝參數可控性強，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到國家相關標準的要求。
圖1為本發(fā)明具體實施方式
中釬焊裝置的結構示意圖中，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、氬氣風幕。
具體實施例方式為能清楚說明本方案的技術特點，下面通過一個具體實施方式
，對本方案進行闡述。如附圖所示，一種用于銅/鋁接頭的超聲液相擴散釬焊工藝，其特征是，首先進行鋁線清理，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共晶釬料中實施超聲波液相擴散釬焊，焊接時間保持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幕，在坩堝的外圍設置加熱裝置；
b:調節(jié)超聲波發(fā)生器控制面板，使其產生頻率為20KHz，功率密度為0. 3-0. 5ff/mm2的超聲波；調節(jié)加熱裝置的控制面板使釬料的溫度達到320-420°C并保持；
c 開啟氬氣風幕，使氬氣的流量為5L/min并通向坩堝內，并同時進行釬焊。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正上方設置有氬氣風幕6。將通過本工藝制得的釬焊產品通過目測其外觀光滑，并進行對其耐高低溫沖擊能力和耐腐蝕能力進行試驗
耐高低溫沖擊試驗條件
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象。隨機取通過本工藝制得的產品10件，通過上述的試驗條件，10件產品釬焊處鍍層無開裂脫落現象，因此，產品全部合格。耐腐蝕試驗
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象。
4
隨機取通過本工藝制得的產品10件，通過上述的試驗條件，10件產品釬焊處鍍層無開裂脫落現象，因此，產品全部合格。本發(fā)明未經描述的技術特征可以通過或采用現有技術實現，在此不再贅述，當然， 上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術領域的普通技術人員在本發(fā)明的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種用于銅/鋁接頭的超聲液相擴散釬焊工藝，其特征是，首先進行鋁線清理，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共晶釬料中實施超聲波液相擴散釬焊，焊接時間保持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.根據權利要求1所述的用于銅/鋁接頭的超聲液相擴散釬焊工藝，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.根據權利要求1所述的用于銅/鋁接頭的超聲液相擴散釬焊工藝，其特征是，具體包括如下步驟，a:準備坩堝，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幕，在坩堝的外圍設置加熱裝置；b:調節(jié)超聲波發(fā)生器控制面板，使其產生頻率為20KHz，功率密度為0. 3-0. 5ff/mm2的超聲波；調節(jié)加熱裝置的控制面板使釬料的溫度達到320-420°C并保持；c 開啟氬氣風幕，使氬氣的流量為5L/min并通向坩堝內，并同時進行釬焊。
4.一種實施權利要求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，所述坩堝正上方設置有氬氣風幕。
全文摘要
一種銅/鋁超聲液相擴散釬焊工藝及釬焊裝置。其技術方案為一種銅/鋁超聲液相擴散釬焊工藝，采用Sn-9Zn共晶合金釬料，不使用釬劑，釬焊溫度低，對銅/鋁釬焊接頭的表面和結構要求不高。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；釬焊的工藝參數可控性強，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到國家相關標準的要求。
文檔編號B23K1/06GK102513635SQ20111040297
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月7日 優(yōu)先權日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, 王獻忠 申請人:山東建筑大學