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专利号: 2017102270507
申请人: 河南科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 机床;其他类目中不包括的金属加工
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多场辅助的钎焊装置,其特征在于:包括磁场系统、加热系统、电场系统和超声系统,所述磁场系统用于对钎焊试样(15)施加磁场,磁场系统包括磁场支架(1)、通过导线(2)与磁场支架(1)连接的磁场电源(3)和固接于磁场支架(1)下方的线圈(4),所述磁场电源(3)给线圈(4)输出交流电,所述线圈(4)产生磁场对焊接过程作用,所述线圈(4)通过磁场支架(1)悬挂在钎焊炉(17)周围;

所述加热系统包括具有长方形内腔的钎焊炉(17)和控制钎焊炉(17)的温度控制模块(18),钎焊炉(17)内设有加热结构和热电偶(16),所述加热结构和热电偶(16)分别经导线与外部的温度控制模块(18)相连接,所述钎焊炉(17)内的底部设有实验平台(11);

所述电场系统包括高压电源(5)、上电极板(7)和下电极板(10),所述上电极板(7)经绝缘陶瓷支柱(8)支撑在钎焊炉(17)内的实验平台(11)上,所述下电极板(10)的上下分别通过绝缘平台(13)和绝缘陶瓷垫片(12)与实验平台(11)绝缘,所述绝缘平台(13)的台面为放置钎焊试样(15)的平面,钎焊试样(15)通过夹具(14)固定于绝缘平台(13)上,所述上电极板(7)和下电极板(10)分别经电极引线与外部的高压电源(5)相连接;

所述超声系统包括超声波压杆(21)、超声波发生器(23)和组合体(22),组合体(22)包括压电陶瓷换能器和聚能器,超声波压杆(21)伸入上电极板(7)并伸出钎焊炉(17)的外部,所述超声波发生器(23)连接组合体(22)经超声波压杆(21)固定于钎焊炉(17)的上方,超声波发生器(23)产生超声波经组合体(22)作用后通过超声波压杆(21)施加在钎焊试样(15)上。

2.根据权利要求1所述的一种多场辅助的钎焊装置,其特征在于:所述磁场系统所产生的磁场强度为0-1T。

3.根据权利要求1所述的一种多场辅助的钎焊装置,其特征在于:所述钎焊炉(17)上设有进气口(19)和出气口(20),钎焊炉(17)采用交流220V供电,钎焊炉(17)的工作温度范围为室温至1000℃。

4.根据权利要求1所述的一种多场辅助的钎焊装置,其特征在于:所述上电极板(7)和下电极板(10)上分别设有接线柱Ⅰ(6)和接线柱Ⅱ(9),接线柱Ⅰ(6)和接线柱Ⅱ(9)分别经电极引线与外部的高压电源(5)相连接。

5.根据权利要求1所述的一种多场辅助的钎焊装置,其特征在于:所述上电极板(7)和下电极板(10)之间的间距不小于4cm,上电极板(7)和下电极板(10)之间的电场强度为0-

5kV/cm,上电极板(7)和下电极板(10)采用上下相对平行间隔绝缘设置。

6.根据权利要求1所述的一种多场辅助的钎焊装置,其特征在于:所述超声波发生器(23)提供的超声波功率为0-1000W,超声频率为20-40kHz。

7.根据权利要求1所述的一种多场辅助的钎焊装置,其特征在于:所述绝缘陶瓷支柱(8)、绝缘陶瓷垫片(12)和绝缘平台(13)均采用高强度的氮化硅陶瓷制成。

8.一种多场辅助的钎焊方法,其特征在于:包括以下步骤:

步骤一、将钎焊所用的母材(1501)待焊面和钎料(1502)用砂纸或磨削设备打磨平整、光洁,并用酒精或丙酮进行清洗,然后将母材和钎料晾干或吹干后摆放好,备用;

步骤二、将钎料(1502)制成薄片状,备用;

步骤三、将步骤二所得的钎料(1502)置于步骤一所得的两个母材(1501)搭接面之间,将两个母材(1501)的待焊面对扣搭接在一起构成待钎焊的钎焊试样(15),备用;

步骤四、将步骤三所得的钎焊试样(15)用卡具(14)固定于绝缘平台(13)上,将超声波压杆(21)压紧钎焊试样(15),压强为0-1MPa,关闭钎焊炉(17)炉门密封工作腔;

步骤五、将超声波发生器(23)、高压电源(5)和磁场电源(3)均接入220V交流电,待调定所需的参数后关闭超声波发生器(23)、高压电源(5)和磁场电源(3),待需要时开启;

步骤六、向钎焊炉(17)内通入惰性气体或者进行抽真空,待达到所需真空度8.0×10-

3Pa后,开启加热系统;

步骤七、当加热温度达到设定温度250-400℃后,开启电场系统、超声系统和磁场系统,施加功率为0-1000W、超声频率为20-40kHz的超声、电场强度为0-5kV/cm的电场和磁场强度为0-1T的磁场,将钎焊试样(15)进行钎焊并计时,待作用各自所需时间后,先后关闭超声系统、电场系统和磁场系统,钎焊完毕;

步骤八、钎焊完成后,及时使用放电棒将上电极板(7)、下电极板(10)以及高压电源(5)内部电荷进行释放;打开钎焊炉炉门,升起超声波压杆(21),取出钎焊试样(15),关闭炉门并保持一定的真空度。

9.根据权利要求8所述的一种多场辅助的钎焊方法,其特征在于:所述步骤六中的惰性气体采用N2气或Ar气。