CN103273156B - 一种提高钎焊焊接强度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高钎焊焊接强度的方法，采用的技术方案是：1）附着所用钎料金属纳米粉末的陶瓷颗粒制备：根据实际钎焊情况，选择适合的陶瓷颗粒，制备附着所用钎料中金属纳米粉末的陶瓷颗粒；2）焊接表面处理：首先对焊接表面脱脂和去除表面氧化物，然后通过喷丸或振动的方法，让焊接表面和附着金属纳米粉末的陶瓷颗粒产生碰撞和摩擦，使焊接表面产生不同的粗糙度值，并在焊接表面附着一层金属层；3）焊接：结合惰性气体保护和保温过程，完成钎焊工作。本发明通过喷丸或振动的方法，改善了焊接表面质量和钎料流动性，提高了钎料在整个焊接区域的均匀度、扩散深度和浓度，进而提高了钎焊连接强度。

Description

一种提高钎焊焊接强度的方法

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种提高钎焊焊接强度的方法。

背景技术

随着工业制造领域焊接技术要求的不断提高，异种金属、金属与非金属、非金属与非金属等结构体制造越来越依靠钎焊技术，为取得良好的焊接效果，对钎焊表面开展镀覆金属工艺就变得十分重要。通常采用电镀、化学镀、热浸和压覆等方法处理，以上方法有很多的局限性：电镀和化学镀在非金属和金属钎焊，特别是非金属和非金属钎焊时无法应用；热浸和压覆法对焊接表面附着效果受材料和工艺方法影响较大，而且应用范围很小。在实际钎焊过程中，钎焊间隙对焊接结果影响也是非常大的，直接影响钎缝致密性和接头强度。钎焊间隙过小会妨碍钎料的流入，钎焊间隙过大会破坏钎料的毛细作用，所以无论钎焊间隙或大或小，都能导致钎料不能填满接头的间隙，导致焊缝缺陷问题的产生，造成焊接接头强度降低，增加制造和检验成本。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种提高钎焊焊接强度的方法。

本发明的技术方案如下：一种提高钎焊焊接强度的方法：

1）附着所用钎料金属纳米粉末的陶瓷颗粒制备：根据实际钎焊情况，选择适合的陶瓷颗粒，制备附着所用钎料中金属纳米粉末的陶瓷颗粒；

2）焊接表面处理：首先对焊接表面脱脂和去除表面氧化物，然后通过喷丸或振动的方法，让焊接表面和附着金属纳米粉末的陶瓷颗粒产生碰撞和摩擦，使焊接表面产生不同的粗糙度值，并在焊接表面附着一层金属层；

3）焊接：结合惰性气体保护和保温过程，完成钎焊工作。

本发明的有益效果：本发明通过喷丸或振动的方法，使焊接表面产生不同的粗糙度值，表面粗糙的沟槽起到了特殊的毛细作用，可以改善钎料在母材上的润湿与铺展；通过纳米材料的扩散性，提高钎料在被焊接体上的附着力，让钎料和母材表面具有良好的相亲性，改善液态钎料对焊件的润湿性，防止焊件材料在钎焊过程中被严重氧化及钎料形成脆性化合物，并利于钎焊时钎料的流动，进而提高焊接后钎料在焊接体内的均匀度、扩散深度和浓度。本方法适用范围广，适合大批量焊接生产对产品质量的稳定性要求，易开展制定标准化钎焊工艺规程，实现对焊接过程的可控化管理，提高焊接生产效率和质量稳定性，节约生产成本，特别更适合焊接母材特殊和昂贵的材料焊接，如陶瓷和金属、单晶叶片和气膜冷却复杂结构体等。

附图说明

图1是陶瓷颗粒的形状示意图。

图2是焊接表面处理前的表面放大效果示意图。

图3是焊接表面处理后的表面放大效果示意图。

图4是采用现有技术中焊接方法的焊接效果图。

图5是采用本发明的焊接方法的焊接效果图。

具体实施方式

实施例1 焊接1Cr18Ni9Ti和陶瓷的焊接方法

1）附着所用钎料金属纳米粉末的陶瓷颗粒制备：本实施例选择如图1中b所示形状的陶瓷颗粒，选用的陶瓷颗粒粒径在0.8mm左右，并选用镍基钎料。操作如下：在陶瓷表面引入羧基（-COOH），可以化学吸附Ni²⁺，Ni²⁺经还原剂还原后在陶瓷基体表面形成催化活性中心，从而引发化学沉积过程，在陶瓷基体表面形成均匀分散的纳米镍颗粒。

图1中b为圆角较多的陶瓷颗粒，主要用于钎料与母材之间的相互作用较弱或需要较小的焊接间隙的焊接体表面的处理。

2）对焊接表面脱脂、去除表面氧化物后，通过喷丸的方法，让焊接表面和陶瓷颗粒产生碰撞和摩擦，使焊接表面产生一定粗糙度，并在焊接表面附着一层金属镍层。1Cr18Ni9Ti体焊接表面的处理方法：陶瓷颗粒直径0.8mm、工作时间：15~20分钟、弹丸速度45~50m/s，喷丸角度90°，工作压力0.7MPa。陶瓷体焊接表面的处理方法：陶瓷颗粒直径0.8mm、工作时间：20~25分钟、弹丸速度35~40m/s，喷丸角度90°，工作压力0.60MPa。如图2和图3所示，焊接表面处理前和焊接表面处理后的放大效果示意图。

3）做好表面清理工作后，结合惰性气体保护钎焊法，并通过保温过程，完成钎焊工作。

    采用本方法使钎料和母材表面具有良好的相亲性，改善了焊接表面质量，利于钎料均匀的流动，提高了钎料在整个焊接区域的均匀度、扩散深度和浓度，进而提高了钎焊连接强度。

实施例2 焊接1Cr18Ni9Ti和0Cr18Ni11Ti的焊接方法

1）附着所用钎料金属纳米粉末的陶瓷颗粒制备：本实施例选择如图1中a所示形状的陶瓷颗粒，选用的陶瓷颗粒粒径在1.5mm左右，并选用镍基钎料。操作如下：在陶瓷表面引入羧基（-COOH），可以化学吸附Ni²⁺，Ni²⁺经还原剂还原后在陶瓷基体表面形成催化活性中心，从而引发化学沉积过程，在陶瓷基体表面形成均匀分散的纳米镍颗粒。

如图1所示，图1中a为棱边较多的陶瓷颗粒，这种陶瓷颗粒主要用于钎料与母材之间相互作用较强、表面光洁度要求不高或需要较大的焊接间隙的焊接体表面的处理。

2）对焊接表面脱脂、去除表面氧化物后，通过喷丸的方法，让焊接表面和陶瓷颗粒产生碰撞和摩擦，使焊接表面产生一定粗糙度，并在焊接表面附着一层金属镍层。1Cr18Ni9Ti体焊接表面的处理方法：陶瓷颗粒直径1.5mm、工作时间：15~20分钟、弹丸速度45~50m/s，喷丸角度45°，工作压力0.70MPa。0Cr18Ni11Ti体焊接表面的处理方法：陶瓷颗粒直径1.5mm、工作时间：15~20分钟、弹丸速度45~50m/s，喷丸角度45°，工作压力0.70MPa。其中，喷丸角度要保证焊接时要一致。

3）做好表面清理工作后，结合真空钎焊法，并通过保温过程，完成钎焊工作。

现有技术中焊缝存在明显的缺陷，如图4所示的焊缝缺陷处1，主要由于焊接表面质量差和钎料流动性差的原因造成。

采用本方法使钎料和母材表面具有良好的相亲性，改善了焊接表面质量，利于钎料均匀的流动，提高了钎料在整个焊接区域的均匀度、扩散深度和浓度，进而提高了钎焊连接强度，焊接效果如图5所示。

Claims (1)

1.一种提高钎焊焊接强度的方法，其特征在于方法如下：

1）附着所用钎料金属纳米粉末的陶瓷颗粒制备：根据实际钎焊情况，选择适合的陶瓷颗粒，在陶瓷表面引入-COOH羧基，制备附着所用钎料中金属纳米粉末的陶瓷颗粒；

2）焊接表面处理：首先对焊接表面脱脂和去除表面氧化物，然后通过喷丸或振动的方法，让焊接表面和附着金属纳米粉末的陶瓷颗粒产生碰撞和摩擦，使焊接表面产生不同的粗糙度值，并在焊接表面附着一层金属层；

3）焊接：结合惰性气体保护或真空炉钎焊法，并通过保温过程，完成钎焊工作。