CN102376447B - 一种电抗器的铝线绕制压接端子结构的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电抗器的铝线绕制压接端子结构的制备方法，其特征在于，步骤为：先将电抗器铝绕制线直接延伸作为铝引出线，对该铝引出线进行去油污处理后，干燥，随后，将铝引出线浸润到锡液中，再进行超声波搪锡，在搪锡后的铝引出线上压接铜接线端子，最后进行刷漆。本发明取代了过去铝绕线电抗器引线端需要冷压焊接铜线的工艺步骤，提高了生产效率，节约了铜原料。同时，本发明实现了铝线、铝排低温搪锡，解决了铝由于表面致密氧化膜难以镀膜的难题，或者说解决了铝金属在空气中氧化速度快导致镀上的锡膜粘附力不强的难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝绕制线电抗器的引出线的制备方法。
背景技术
目前以铝为绕制导线的电抗器都是采用冷压焊接铜线作为引出线，接着压接镀锡铜接线端子，然后在引出铜线和接线端子之间灌满锡焊料，这样就完成了接线端的制备。该方法存在一些缺点，使得该种电抗器的性能和使用寿命受到限制。存在的不足有：1）铜铝过渡线生产效率低，增加了产品成本；2）随着铜的价格的攀升，采用铜铝连接过渡连接线也大大增加了产品成本。3）冷压焊接铜铝过渡接头容易发脆，200℃条件下，200-300小时就会老化；100℃条件下，使用年限也只有6-7年时间；4）铜铝金属的电化学电极电位差很大，在使用过程中，特别是在湿热条件下使用，铜铝焊接处容易出现电化学腐蚀，使得接线端电性能急剧变坏而影响电抗器的使用寿命；5）冷压焊容易导致虚焊、焊接强度不高等不良现象，从而容易导致在后续加工过程脱落或断裂，增加了不良品率。
为了解决上述问题，借助电子元器件制备引线工艺：直接把绕制铝线引出，用物理及化学方法处理掉铝线表面氧化膜，然后蘸上焊剂在普通锡锅中搪锡，再压接铜端子，然后用焊枪在铝线与铜端子之间填满锡液。该方法杜绝了铜铝连接所带来的问题。但由于铝金属氧化速率太快，在除去表面氧化铝膜之后的工艺过程中会很快产生新的膜层（20秒左右在空气中就会生成新的氧化层）。使得铝表面所镀的锡层附着力不高，耐化学腐蚀性弱，甚至造成锡焊料脱落。其中一个更严重的问题是残存的焊剂，天长日久会造成虚焊。
另外，作为导电、可焊性及装饰性防护镀层，锡及其合金层有着附着力强、电阻率低、价格便宜等优点，用于电子、通讯、电工和金属饰品等行业。但锡及其合金在超过一定温度的环境下，特别是熔融态，在产品生产过程中，易发生不同程度的氧化腐蚀变色，生成氧化锡。氧化锡属于绝缘性质，也是热的不良导体，质地较硬较脆，容易破裂。
发明内容
本发明的目的是提供一种增加锡膜粘附力且不易生成氧化锡的铝绕线电抗器引出线的制备方法。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种电抗器的铝线绕制压接端子结构的制备方法，其特征在于，步骤为：
步骤1、将电抗器铝绕制线直接延伸作为铝引出线，对该铝引出线进行去油污处理后，干燥；
步骤2、开启超声波搪锡机，将工作温度设定为245-275℃，工作频率设定为20.0±0.5KHz，将锡加热至工作温度并加入Sn-Cu焊锡料形成锡液。搪锡温度（工作温度）的高低需要兼顾铝不被熔融的同时，锡料必须熔化到最佳，因此，本发明所选定的工作温度为245-275℃。
步骤3、在锡液表面撒上锡渣抗氧化还原助剂；
步骤4、刮开超声波搪锡机锡缸中振幅杆位置锡液表面的氧化锡膜和锡渣抗氧化还原助剂，将铝引出线浸润到锡液中；
步骤5、按下超声波搪锡机的超声波按钮，进行超声波搪锡，同时，匀速提升铝引出线，使得铝引出线得到超声波的时间在8-12秒。由于只有靠近振幅杆位置的铝线才能很好的得到搪锡，所以开超声波时间以及提拉速度极其重要，本发明提供的时间范围正好能满足上述要求。
步骤6、在搪锡后的铝引出线上压接铜接线端子，对铜接线端子进行超声波搪锡，使铝引出线与接线端子之间空隙内灌满锡液。该步骤搪锡时间要短，只需1-2 秒。
步骤7、用胶布包覆铜接线端子的接线部位，保护其在后续刷漆过程中不被黏上漆液；
步骤8、在铝引出线与铜接线端子周围刷上耐高温绝缘漆。然后，撕掉铜接线端子接线部位的保护胶布。
优选地，步骤1中所述去油污处理的步骤为：将铝引出线浸润到25-40℃的丙酮中5-10分钟，随后，用超声波纯净水进行清洗，最后在60-80℃温度下烘干。
优选地，在所述步骤4之前还包括对铝引出线进行预热，其步骤为：当室温低于30℃时，将铝引出线预热至60-80℃，当室温高于30℃时，则铝引出线无须进行预热。
优选地，在步骤5按下超声波搪锡机的超声波按钮前对铝引出线预浸润，若铝引出线事先有预热，则预浸润时间为3-5秒，若铝引出线事先没有预热，则预浸润时间为5-10秒。
优选地，在步骤5铝引出线得到超声波的时间在8-12秒。
优选地，在所述的锡液中加入Ni金属，Sn-Cu焊锡料与Ni金属的重量比为（99.93~99.97）：（0.03~0.07）；或组合加入Ni金属与Ge金属，Sn-Cu焊锡料、Ni金属与Ge金属的重量比为（99.9~99.5）：（0.03~0.05）：（0.03~0.05）。
在本发明提供的方法中引进了新的设备——超声波搪锡机，从而实现在铝金属表面不用事先去除氧化铝膜而直接进行镀锡层的目的，缩短了工艺时间。同时，不再因为铜与铝金属电极电位相差大，产品在湿热条件下工作时，出现引出线电化学腐蚀、焊接处温升过高、导致产品性能下降甚至报废的问题。
在本发明提供的方法中，由于氧化铝膜层是在锡液中除去，同时使锡液粘附于铝金属表面，不再存在铝金属表面直接暴露于空气中产生二次氧化的现象，耐化学腐蚀性大大提高。本发明在采用新的设备基础上，改进了使用原料，通过大量的实验摸索、对比研究，确定了焊接温度合适、抗氧化性能良好的锡焊料。
本发明为了最好的改善产品性能，使用了锡液抗氧化剂或则还原剂。在每次搪锡过程中，锡液表面几乎没产生氧化锡膜。该方法代替了过去搪锡工艺采用氮气装置不断吹氮气的方法。
本发明根据使用的锡焊料，摸索了生产工艺制度：确定了合适的锡料加热温度。虽然锡的熔化温度在230℃左右，金属铝的熔化温度在640℃，但经过试验发现，铝线在超过一定温度的锡液中会熔融到锡液中。为了避免铝线的熔融，经过大量实验研究，确定了锡料工作温度范围。
本发明确定了铝金属搪锡前的预热温度，确定了浸润（浸入锡液而不开超声波）时间，确定了搪锡时间（即超声波工作时间），确定了搪锡完后产品的提升速率等关键工艺制度。
综上所述，本发明取代了过去铝绕线电抗器引线端需要冷压焊接铜线的工艺步骤，提高了生产效率，节约了铜原料。同时，本发明实现了铝线、铝排低温搪锡，解决了铝由于表面致密氧化膜难以镀膜的难题，或者说解决了铝金属在空气中氧化速度快导致镀上的锡膜粘附力不强的难题。
具体实施方式
以下结合实施例来具体说明本发明。
实施例1
本发明提供了一种电抗器的铝线绕制压接端子结构的制备方法，其步骤为：
步骤1、将电抗器铝绕制线直接延伸作为铝引出线，对该铝引出线进行去油污处理后，干燥。其中，去油污处理可以采用常规方法处理，在本实施例中，采用的方法为：将铝引出线浸润到40℃的丙酮中5min，随后，用超声波纯净水进行清洗，最后在80℃温度下烘干。在本步骤中，省去了去除氧化铝膜，去除氧化铝膜以及镀锡是在超声波搪锡过程同时进行，即在超声波剥除氧化铝膜的同时，锡液就粘附到洁净的铝金属表面完成镀膜。
步骤2、开启超声波搪锡机，将工作温度设定为245℃，工作频率设定为20.0±0.5KHz，将锡加热至工作温度并加入Sn-Cu焊锡料及Ni金属的混合物形成锡液。其中，Sn-Cu焊锡料与Ni金属的重量比为99.93：0.07。当室温低于30℃时，将铝引出线预热至60℃，当室温高于30℃时，则铝引出线无须进行预热。
步骤3、在锡液表面撒上锡渣抗氧化还原助剂，该锡渣抗氧化还原助剂选用深圳兴世博科技生产的型号为wss-Ⅲ的产品；
步骤4、刮开超声波搪锡机锡缸中振幅杆位置锡液表面的氧化锡膜后，将铝引出线浸润到锡液中；
步骤5、对铝引出线预浸润，若铝引出线事先有预热，则预浸润时间为5秒，若铝引出线事先没有预热，则预浸润时间为10秒，按下超声波搪锡机的超声波按钮，进行超声波搪锡，同时，匀速提升铝引出线，使得铝引出线得到超声波的时间在12s；
步骤6、在搪锡后的铝引出线上压接铜接线端子，对铜接线端子进行超声波搪锡，使铝引出线与接线端子之间空隙内灌满锡液，超声波时间为2秒；
步骤7、用胶布包覆铜接线端子的接线部位，保护其在后续刷漆过程中不被黏上漆液；
步骤8、在铝引出线与铜接线端子周围刷上耐高温绝缘漆，最后，撕掉铜接线端子接线部位的保护胶布。
本发明生产的电抗器接线端子经过标准的盐雾试验测试，1000h后电性能没发生变化。
实施例2
本发明提供了一种电抗器的铝线绕制压接端子结构的制备方法，其步骤为：
步骤1、将电抗器铝绕制线直接延伸作为铝引出线，对该铝引出线进行去油污处理后，干燥。其中，去油污处理可以采用常规方法处理，在本实施例中，采用的方法为：将铝引出线浸润到25℃的丙酮中10min，随后，用超声波纯净水进行清洗，最后在60℃温度下烘干。在本步骤中，省去了去除氧化铝膜，去除氧化铝膜以及镀锡是在超声波搪锡过程同时进行，即在超声波剥除氧化铝膜的同时，锡液就粘附到洁净的铝金属表面完成镀膜。
步骤2、开启超声波搪锡机，将工作温度设定为275℃，工作频率设定为20.0±0.5KHz，将锡加热至工作温度并加入Sn-Cu焊锡料及Ni金属的混合物形成锡液。其中，Sn-Cu焊锡料与Ni金属的重量比为99.97：0.03。当室温低于30℃时，将铝引出线预热至80℃，当室温高于30℃时，则铝引出线无须进行预热。
步骤3、在锡液表面撒上抗氧化剂/还原剂；
步骤4、刮开超声波搪锡机锡缸中振幅杆位置锡液表面的氧化锡膜后，将铝引出线浸润到锡液中；
步骤5、对铝引出线预浸润，若铝引出线事先有预热，则预浸润时间为3秒，若铝引出线事先没有预热，则预浸润时间为5秒，按下超声波搪锡机的超声波按钮，进行超声波搪锡，同时，匀速提升铝引出线，使得铝引出线得到超声波的时间在8s；
步骤6、在搪锡后的铝引出线上压接铜接线端子，对铜接线端子进行超声波搪锡，使铝引出线与接线端子之间空隙内灌满锡液；
步骤7、用胶布包覆铜接线端子的接线部位，保护其在后续刷漆过程中不被黏上漆液；
步骤8、在铝引出线与铜接线端子周围刷上耐高温绝缘漆，最后，撕掉铜接线端子接线部位的保护胶布。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，在步骤2中加入Sn-Cu焊锡料、Ni金属及Ge金属的混合物形成锡液，其中，Sn-Cu焊锡料、Ni金属与Ge金属的重量比为99.9：0.05：0.05。其他步骤同实施例1。
对比实施例1
铝线不做任何处理，直接搪锡。搪锡工艺是：以合适的长度浸润到超声波搪锡机锡缸内的锡液中，位置在超声波振幅杆前；然后开动超声波，除去氧化铝膜并使锡液附着在铝金属表面；然后匀速提升电抗器，使引出线端镀上均匀的锡料。结果锡膜表面不平整，而且如果只搪一遍锡，铝线表面有油污的地方很难镀上锡，只有经过几遍的超声波去膜，才能镀上锡。
对比实施例2
对铝线表面进行除油污处理后，再用化学方法去除氧化铝膜，然后才进行与实施例1至实施例3中任一项实施例相同的搪锡工艺。对本实施例的大量样品进行通电试验，实验电压与产品要求相同，结果是：在压接端子处不出现电阻增大现象。而对通过实施例1至实施例3制备好的铝线绕制压接端子，对其进行通电实验。结果与本实施例相同，符合产品要求。
Claims (5)
1.一种电抗器的铝线绕制压接端子结构的制备方法，其特征在于，步骤为：
步骤1、将电抗器铝绕制线直接延伸作为铝引出线，对该铝引出线进行去油污处理后，干燥；
步骤2、开启超声波搪锡机，将工作温度设定为245-275℃，工作频率设定为20.0±0.5KHz，将锡加热至工作温度并加入Sn-Cu焊锡料形成锡液；
步骤3、在锡液表面撒上锡渣抗氧化还原助剂；
步骤4、刮开超声波搪锡机锡缸中振幅杆位置锡液表面的氧化锡膜和锡渣抗氧化还原助剂，将铝引出线浸润到锡液中；
步骤5、按下超声波搪锡机的超声波按钮，进行超声波搪锡，同时，匀速提升铝引出线，使得铝引出线得到超声波的时间在8-12s；
步骤6、在搪锡后的铝引出线上压接铜接线端子，对铜接线端子进行超声波搪锡，使铝引出线与接线端子之间空隙内灌满锡液；
步骤7、用胶布包覆铜接线端子的接线部位，保护其在后续刷漆过程中不被黏上漆液；
步骤8、在铝引出线与铜接线端子周围刷上油漆，最后，撕掉铜接线端子接线部位的保护胶布。
2.如权利要求1所述的一种电抗器的铝线绕制压接端子结构的制备方法，其特征在于：步骤1中所述去油污处理的步骤为：将铝引出线浸润到25-40℃的丙酮中5-10min，随后，用超声波纯净水进行清洗，最后在60-80℃温度下烘干。
3.如权利要求1所述的一种电抗器的铝线绕制压接端子结构的制备方法，其特征在于：在所述步骤4之前还包括对铝引出线进行预热，其步骤为：当室温低于30℃时，将铝引出线预热至60-80℃，当室温高于30℃时，则铝引出线无须进行预热。
4.如权利要求3所述的一种电抗器的铝线绕制压接端子结构的制备方法，其特征在于：在步骤4按下超声波搪锡机的超声波按钮前对铝引出线预浸润，若铝引出线事先有预热，则预浸润时间为3-5秒，若铝引出线事先没有预热，则预浸润时间为5-10秒。
5.如权利要求1所述的一种电抗器的铝线绕制压接端子结构的制备方法，其特征在于：在所述的锡液中加入Ni金属，Sn-Cu焊锡料与Ni金属的重量比为（99.93~99.97）：（0.03~0.07），或加入Ni金属及Ge金属，Sn-Cu焊锡料、Ni金属与Ge金属的重量比为（99.93~99.7）：（0.02~0.05）：（0.02~0.05）。
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