[发明专利]一种超声辅助直流电阻钎焊铝合金方法

说明书

一种超声辅助直流电阻钎焊铝合金方法，其步骤为：（1）加工铝合金板及接头处凹槽，将铝合金板安装在绝缘滑动焊接夹具上，用螺栓和绝缘帽（2）连接电极和工件；（2）采用箔片状钎料放置在待焊凹槽内；通过钢丝绳（3）加载配重（4）固定于上工件顶端，用压力传感器对压力变化进行实时精准测量；（3）设置直流电阻钎焊参数，第一阶段焊接电流为3.5~4 KA，焊接时间为500~900 ms，间隔时间为100~500 ms；第二阶段焊接电流为7.5~9.9 KA，焊接时间为1~2 s，在下工件接头表面超声波，焊接压力保持恒定80 N；（4）启动直流电阻焊接设备，随后让焊件空冷至室温。

技术领域

本发明涉及压力钎焊技术，具体的说，是涉及超声金属钎焊和电阻钎焊技术交叉的钎焊技术。

背景技术

铝合金具有密度小、热导和电导率高，耐腐蚀性强、无应力腐蚀倾向和工艺性能良好等优点，在现代工业材料中有着越来越重要的地位。由于铝合金表面具有连续且致密的氧化膜，限制了铝合金在材料加工中的进一步应用。而钎焊因焊接变形小、操作方便、尺寸精度高等优点被视为铝合金连接的重要方法。但是一方面，现有的钎焊方法能量输入总量大、热分布不均匀，不能得到综合性能良好的钎焊接头；另一方面，由于钎剂具有的腐蚀性，在钎焊完成后需要后续程序清除钎剂残渣，但残留的钎剂难以清除完全，而这不仅增加了不少成本，而且对环境造成较大的破坏，不利于对焊接接头的形成，影响整个焊接过程的进行。

超声波金属焊接是利用超声波频率（超过20KHz）的机械振动能量，连接同种金属或异种金属的一种焊接方法；在对金属进行超声波焊接时，将弹性振动能量转变为工件界面间的摩擦功、形变能及有限的温升，使焊接区域的金属原子被瞬间激活，两相界面处的分子互相渗透，最终实现金属焊件的固态连接。其在电子工业、新材料制备、航空航天及核能工业等方面都有很广泛的应用，加上其节能、环保、操作方便等突出优点，对于我国建设资源节约型、环境友好型的现代化社会，超声波金属焊接都将发挥很大的促进作用。

电阻钎焊技术是将待焊工件压紧于两电极之间，并在短时间内通以大电流，利用电流流经工件与钎料微凸接触点及临近区域产生的电阻热将钎料加热至熔化或塑形状态，使熔融钎料与母材形成金属连接的一种钎焊方法。其优点在于加热时间短、热量集中，变形与应力小，操作简单，改善了劳动条件，生产率高且无噪声及有害气体。

现有的超声辅助交流电阻钎焊技术，不能够提供较大电流，否则在焊接过程中将产生剧烈的爆破现象，大量的熔融钎料随着爆破的产生喷射出焊缝，严重影响焊接接头的形成。

发明内容

本发明的目的是提供一种超声辅助直流电阻钎焊铝合金方法。

本发明是一种超声辅助直流电阻钎焊铝合金方法，其步骤为：

（1）焊前用砂纸对上下工件接触面进行打磨以去除铝合金表面致密且连续的氧化膜，随后用棉花蘸取丙酮溶液擦拭去除待焊工件接触表面的油脂等杂质，再用无水乙醇清洗待焊工件表面以去除残留的丙酮溶液；将上下工件安装在已有的绝缘滑动焊接装置上，用螺栓和绝缘帽连接母材上的装配孔和上绝缘板、下绝缘板、上滑板、下滑板上的定位孔，这样就完成了对上下工件的装配；

（2）在下工件接头处加工一个6mm×8mm的圆弧凹槽，在其中放置用砂纸打磨过后1g 的Zn-2Al钎料，通过钢丝绳加载砝码固定于上工件顶端，施加恒定压力；

（3）设置直流电阻钎焊参数，第一阶段钎焊电流为3.5~4 KA，焊接时间为500~900ms，间隙时间为100~500ms；第二阶段钎焊电流为7.5~9.9 KA，焊接时间为1~2s，在下工件接头表面距离焊缝5cm处施加28KHz的超声波1~2s，焊接压力保持恒定；

（4）启动直流电阻焊接设备，随后让焊件空冷至室温。

本发明的有益效果为：