專利名稱：離子轟擊釬焊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于釬焊技術(shù)范疇。
目前，對(duì)特種材料及薄壁另件或精密另件的釬焊大多采用真空釬焊。真空釬焊要求真空度較高的設(shè)備，價(jià)格昂貴，熱效率及生產(chǎn)效率較低，對(duì)釬焊表面的清理要求較高。對(duì)于鋁及鋁合金的釬焊則需要在焊劑中加入活化劑或是向爐中通入鎂蒸汽，使工藝過程復(fù)雜化。
本發(fā)明的目的是為了克服真空釬焊的上述缺點(diǎn)，利用稀薄氣體中輝光放電的正離子轟擊濺射作用使工件表面凈化并使工件與釬料加熱。
本發(fā)明是應(yīng)用輝光放電及雙層輝光放電現(xiàn)象而形成的一種新型釬焊技術(shù)。我國學(xué)者所發(fā)明的雙層輝光離子滲金屬技術(shù)為表面冶金開辟了等離子表面冶金的新領(lǐng)域。該技術(shù)對(duì)本發(fā)明有較大的啟示和借鑒作用。
本發(fā)明采用一個(gè)可以抽真空及充入氣體介質(zhì)以形成一定氣體壓力的密封容器。其極限真空度不低于7.5×10-1帕，通入氣體介質(zhì)(如惰性氣體)后，其氣體壓力在10～150帕范圍內(nèi)變動(dòng)。在該容器內(nèi)設(shè)陽極、陰極(工件)、附加陰極和輔助陰極。被處理工件與陰極相連，陽極和陰極以及陽極和輔助陰極分別和兩個(gè)可調(diào)壓直流電源相連。輔助陰極的電位可以高于、等于或低于陰極，其主要作用是為了對(duì)欲釬焊部位進(jìn)行溫度補(bǔ)償或局部加熱，以調(diào)節(jié)另件溫度，提高釬焊效率。必要時(shí)輔助陰極也可以作為某些合金元素的濺射源極。附加陰極的電位和陰極相同，其主要作用是為了改善溫度的均勻性。
本發(fā)明的試驗(yàn)研究裝置如附圖中的

圖1所示。圖1中1-陰極;2-附加陰極;3-工件;4-陽極;5-真空室;6-直流電源;7-直流電源;8-輔助陰極;9-釬料。
本發(fā)明是利用輝光放電的離子轟擊作用而加熱工件。無論是輔助陰極或是附加陰極都可以根據(jù)空心陰極效應(yīng)的要求來加以布置，以使它們和工件的部分或全部表面之間形成空心陰極效應(yīng)放電。在某些情況下，例如對(duì)于鋁及鋁合金的離子轟擊釬焊，可以將金屬鎂作為輔助陰極的一部分，并利用輝光放電的轟擊濺射作用使金屬鎂濺射或蒸發(fā)出來以便使工件表面的氧化層還原凈化。
本發(fā)明具有升溫快，生產(chǎn)效率高及節(jié)約能源等突出優(yōu)點(diǎn)。例如，某產(chǎn)品的輸入多功器零件，其直徑為φ65mm，壁厚為0.3mm的兩個(gè)園桶對(duì)接，中間加隔片。材料為4J36，釬料為AgCu28，采用離子轟擊釬焊時(shí)其工藝過程如下裝好的工件裝入爐中，先抽真空到4帕，再充入一定量的氬氣。送電起輝，在高壓下進(jìn)行離子轟擊，凈化表面，然后再相應(yīng)提高氣壓使工件加熱到釬焊溫度。釬料填縫隙，經(jīng)保溫一定時(shí)間后，降低氣壓和電流，使溫度降低。待液體釬料凝固后即可出爐。從裝爐到出爐不到1小時(shí)，而一般真空釬爐的生產(chǎn)周期最少為6～8小時(shí)。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明為一種可以抽成真空且能充入氣體介質(zhì)的密閉容器內(nèi)，利用稀薄氣體放電中離子轟擊陰極(工件)而加熱工件及釬料的釬焊方法，其特征是在真空容器內(nèi)設(shè)有陽極、陰極、附加陰極和輔助陰極以及利用陽極和陰極、陽極和輔助陰極之間的輝光放電來作為使工件及釬料加熱的手段。在陽極和陰極以及陽極和輔助陰極之間分別設(shè)置直流可調(diào)壓電源。陰極和輔助陰極之間可形成一定的電位差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，其中所述的真空密封容器的極限真空度應(yīng)高于7.5×10-1帕。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，其中所述的氣體介質(zhì)一般為惰性氣體如氬氣，也可采用其它氣體或混合氣，例如氬氣及氫氣的混合氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，其中所述稀薄氣體壓力范圍一般為10～150帕，對(duì)于氬氣常用壓力為20～80帕。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，附加陰極和陰極(工件)同電位。輔助陰極的電位可以高于、等于或低于陰極電位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1，附加陰極和輔助陰極可以根據(jù)要求作成任意形狀。陰極、附加陰極和輔助陰極之間的布置可以根據(jù)需要形成或不形成空心陰極效應(yīng)放電。
7.根據(jù)權(quán)利要求1，輔助陰極的一部分可以由某些合金元素或類合金元素組成。例如在釬焊鋁及鋁合金時(shí)，可以將金屬鎂設(shè)置在輔助陰極，并通過輝光放電將鎂轟擊濺射出來以滿足鋁釬焊的需要。
8.根據(jù)權(quán)利要求1，其中所述工件可以是任何導(dǎo)電物質(zhì)。
全文摘要
離子轟擊釬焊屬釬焊技術(shù)范疇，是利用稀薄氣體條件下，輝光放電中正離子轟擊作為加熱工件和釬料之手段的一種釬焊方法。除陰極(工件)及附加陰極外，還設(shè)置輔助陰極，并利用雙層輝光放電現(xiàn)象及空心陰極效應(yīng)達(dá)到加熱、凈化表面并獲得高質(zhì)量釬焊接頭的目的。還可利用雙層輝光離子滲金屬的原理，將輔助陰極作為濺射源極，添加活性劑(如鎂)，以便進(jìn)行鋁合金的釬焊。離子轟擊釬焊具有升溫及冷卻快，生產(chǎn)效率高，節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23K1/012GK1046692SQ8910292
公開日1990年11月7日 申請(qǐng)日期1989年4月29日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月29日
發(fā)明者韓廷華, 趙彭生, 徐重 申請(qǐng)人:太原工業(yè)大學(xué), 中國航天航空部504所