一種異頻多觸點(diǎn)超聲波輔助釬焊方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于焊接領(lǐng)域，具體涉及一種異頻多觸點(diǎn)超聲波輔助釬焊方法。
【背景技術(shù)】
[0002]釬焊技術(shù)在制造行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。相比其他的材料連接方法，釬焊工藝具有適用性廣、在線生產(chǎn)能力強(qiáng)、可靠性高等眾多優(yōu)點(diǎn)。釬焊時(shí)通常需要使用助焊劑以去除待焊母材表面的氧化物或低侵潤性介質(zhì)，促進(jìn)熔融釬料合金在母材表面的潤濕鋪展。然而，使用助焊劑時(shí)容易形成反應(yīng)氣孔，在釬焊大熔合面平板母材時(shí)，這些反應(yīng)氣孔很難從釬縫中溢出，使得接頭具有較低的焊合率。
[0003]中國專利(專利號(hào):200910071301.2)發(fā)明了一種Al合金的超聲波輔助無釬劑釬焊工藝。在該釬焊工藝中，釬料合金被預(yù)制在接頭的入口處，釬料熔化后通過毛細(xì)作用來填充釬縫，受液相釬料填充深度的影響，該工藝難以實(shí)現(xiàn)大熔合面釬焊接頭的制備。中國專利(專利號(hào):201310071404.5)通過將釬料合金預(yù)制在兩待焊平板母材之間，采用單點(diǎn)超聲振動(dòng)實(shí)現(xiàn)了高焊合率釬焊接頭的制備。但是受超聲振動(dòng)功率以及超聲振動(dòng)在固相介質(zhì)表面?zhèn)鞑ゾ嚯x的限制，這種單點(diǎn)超聲振動(dòng)輔助釬焊工藝難以制備超大熔合面平板釬焊接頭。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種異頻多觸點(diǎn)超聲波輔助平板母材的釬焊方法，該方法可實(shí)現(xiàn)大熔合面平板釬焊接頭的制備，且工藝簡(jiǎn)單、焊合率高，適合推廣應(yīng)用。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種異頻多觸點(diǎn)超聲波輔助釬焊方法，包括以下步驟:
[0006]I)將釬料置于兩塊平板母材之間得待焊接頭，將待焊接頭放置于加熱裝置上，開啟加熱裝置使釬料完全熔化；
[0007]2)將兩個(gè)以上頻率不同的超聲波焊桿設(shè)置在待焊接頭上端的母材表面，并施加焊接壓力；
[0008]3)設(shè)置超聲波焊桿的功率、頻率和振動(dòng)時(shí)間，通過超聲波焊桿對(duì)平板母材進(jìn)行超聲振動(dòng)；
[0009]4)超聲振動(dòng)結(jié)束后停止加熱，待接頭釬縫層完全凝固時(shí)取出釬焊接頭，完成釬焊過程。
[0010]根據(jù)上述方案，所述超聲波焊桿之間的頻率差異為0.1?20kHz。
[0011]根據(jù)上述方案，所述超聲波焊桿的振動(dòng)頻率為20?60kHz，振動(dòng)功率為50?2000W，超聲振動(dòng)時(shí)間為I?200s。
[0012]根據(jù)上述方案，所述焊接壓力為0.5?5MPa。
[0013]根據(jù)上述方案，所述超聲波焊桿以母材的形心為中心進(jìn)行對(duì)稱分布。
[0014]優(yōu)選的，所述超聲波焊桿以母材的形心為中心進(jìn)行對(duì)稱均勻分布。
[0015]根據(jù)上述方案，所述母材的形狀為完整的圓形、矩形或其他多邊形，或?yàn)橹虚g帶有通孔的圓形、矩形或其他多邊形。
[0016]根據(jù)上述方案，所述超聲波焊桿的振動(dòng)方向?yàn)榇怪庇谀覆谋砻婊蚱叫杏谀覆谋砻妗?br>[0017]根據(jù)上述方案，所述兩塊母材為同種材料或不同種材料。
[0018]根據(jù)上述方案，所述母材為金屬、陶瓷、金屬基復(fù)合材料或碳-碳復(fù)合材料。
[0019]根據(jù)上述方案，所述母材可采用Al合金、Fe合金、Cu合金、Ti合金等金屬材料；也可采用氧化鋁、氧化鋯、碳化硅等陶瓷材料。
[0020]根據(jù)上述方案，所述加熱裝置的加熱方式為電阻加熱、感應(yīng)加熱、火焰加熱或爐中加熱。
[0021]優(yōu)選的，所述待焊接頭中母材厚度較小或?qū)嵝暂^好的一面置于加熱裝置上。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0023]I)本發(fā)明方法采用振動(dòng)頻率各異的多點(diǎn)超聲波焊桿，通過在母材表面不同部位同時(shí)實(shí)施頻率各異的超聲振動(dòng)進(jìn)行輔助釬焊，充分利用超聲波在液相釬料中形成的物理、化學(xué)效應(yīng)來促進(jìn)液相釬料在母材表面的潤濕和均勻分布，實(shí)現(xiàn)超大熔合面釬焊接頭的制備；采用多個(gè)頻率各異的超聲振動(dòng)可避免不同超聲波焊桿發(fā)出的超聲波之間發(fā)生相互抵消或削弱的現(xiàn)象，進(jìn)一步保證超聲波的輔助作用。
[0024]2)所述超聲波焊桿以母材的形心為中心進(jìn)行對(duì)稱均勻分布，促進(jìn)超聲波和液相釬料在母材表面的均勻分布，避免局部受熱不均的現(xiàn)象，提高焊接質(zhì)量。
[0025]3)本發(fā)明無需使用任何助焊劑，避免了反應(yīng)氣孔的形成，此外，在液相釬料中傳播的超聲波還具有除氣效應(yīng)，能實(shí)現(xiàn)尚焊合率纖焊接頭的制備。
[0026]4)超聲波在液相釬料中傳播時(shí)能在液相釬料中形成空化效應(yīng)并產(chǎn)生復(fù)雜的物理、化學(xué)效應(yīng)，由此可以改善接頭釬縫層的顯微結(jié)構(gòu)，并提高接頭的性能。
[0027]5)本發(fā)明涉及的焊接時(shí)間短，生產(chǎn)效益高，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接。
【附圖說明】
[0028]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0029]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1所述的圓形平板母材的釬焊示意圖。
[0030]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1所述的圓形平板母材的釬焊俯視圖。
[0031]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2所述的方形平板母材的釬焊示意圖。
[0032]圖4為本發(fā)明實(shí)施例2所述的方形平板母材的釬焊俯視圖。
[0033]圖5為本發(fā)明實(shí)施例3所述的三角形平板母材的釬焊示意圖。
[0034]圖6為本發(fā)明實(shí)施例3所述的三角形平板母材的釬焊俯視圖。
[0035]圖中，I為母材，2為母材，3為釬料，4為加熱裝置，5為超聲波焊桿，6為超聲波焊桿，7為超聲波焊。
【具體實(shí)施方式】
[0036]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0037]實(shí)施例1
[0038]一種異頻多觸點(diǎn)超聲波輔助釬焊方法，采用1060純鋁板和T2純銅板為母材，純錫釬料為釬料，具體釬焊方法包括以下步驟:
[0039]如圖1、圖2所示，取母材1(1060純鋁板)和母材2(T2純銅板)各一片，它們的尺寸均為?100mmX3mm，取釬料3(純錫釬料片，熔點(diǎn)為231°C ) 一張，其尺寸為Φ 10mmX0.4mm ;將釬料3預(yù)制于母材I和母材2之間，再將組裝好的待焊接頭的母材2 —面放置在加熱裝置4 (平板電阻加熱器)上；隨后開啟加熱裝置4，待釬料3完全