CN107538094B - 一种多股导线与微细丝的精密电阻钎焊方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多股导线与微细丝的精密电阻钎焊方法。该方法包括：将钎料及钎剂装入所述带槽石墨块的凹槽中；所述钎料片尺寸与所述带槽石墨块的凹槽尺寸相匹配；将多股导线的待焊处平放在所述钎料片上；通过焊接电源对所述带槽石墨块进行通电加热，得到钎料浸润后的多股导线；将所述钎料浸润后的多股导线移出所述带槽石墨块的凹槽；将钎料及钎剂装入所述带槽石墨块的凹槽中；将微细丝放置在钎料中央的上方；将所述钎料浸润后的多股导线放置在所述微细丝的上方；通过焊接电源对所述带槽石墨块进行通电加热，实现所述多股导线与所述微细丝的钎焊连接。采用本发明钎焊方法操作简单，所得接头钎料填充饱满，接头性能优于常规电阻钎焊接头。

Description

一种多股导线与微细丝的精密电阻钎焊方法

技术领域

本发明涉及小尺寸接头焊接领域，特别是涉及一种多股导线与微细丝的精密电阻钎焊方法。

背景技术

航空电子系统中传感元器件属于重要零件，其制造常需要将多股导线与微细丝焊接在一起，对接头的焊接质量要求很高，但是多股导线与微细丝直径差异大，而所用材料一般为异种材料，微细丝极易受热软化，这些问题使得多股导线与微细丝不宜采用熔化焊的方法进行连接。目前，对此类零件的连接以钎焊为主，主要有火焰钎焊及电阻钎焊等方法，火焰钎焊以人工操作为主，对焊工的水平和经验要求较高，且人工操作无法在保证钎着率的同时严格控制接头热输入，焊接结果的重复性较差；常规电阻钎焊中，由于毛细作用，钎料优先浸润于多股导线自身间隙中，微细丝与多股导线之间的钎料浸润不佳，导致微细丝与钎料、多股导线与钎料之间存在间隙。通过增加钎料量的方法需要提高焊接热输入，微细丝在焊接过程中受热增多，软化加重，焊缝性能不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种多股导线与微细丝的精密电阻钎焊方法，采用本方法解决了精密电阻钎焊接头填充不饱满，性能差的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种多股导线与微细丝的精密电阻钎焊方法，包括：

将钎料及钎剂装入所述带槽石墨块的凹槽中；所述钎料片尺寸与所述带槽石墨块的凹槽尺寸相匹配；

将多股导线的待焊处平放在所述钎料片上；

通过焊接电源对所述带槽石墨块进行通电加热，位于所述凹槽中的所述钎料融化，得到钎料浸润后的多股导线；

将所述钎料浸润后的多股导线移出所述带槽石墨块的凹槽；

将钎料及钎剂装入所述带槽石墨块的凹槽中；

将微细丝放置在钎料中央的上方；

将所述钎料浸润后的多股导线放置在所述微细丝的上方；

通过焊接电源对所述带槽石墨块进行通电加热，位于所述凹槽中的所述钎料融化，实现所述多股导线与所述微细丝的钎焊连接。

可选的，所述带槽石墨块放置于第一导电铜板和第二导电铜板之间；所述第一导电铜板与电源输出端子台正极相连，所述第二导电铜板与电源输出端子台负极相连。

可选的，所述将带槽石墨块放置于第一导电铜板和第二导电铜板之间之前还包括：

预先加工满足钎焊接头尺寸的带槽石墨块；所述带槽石墨块的凹槽为长方体形状，所述凹槽的对角线尺寸不大于设定的最大接头尺寸。

可选的，所述将带槽石墨块放置于第一导电铜板和第二导电铜板之间之后还包括：

旋紧紧定旋钮确保所述带槽石墨块与所述第一导电铜板及所述第二导电铜板之间压力值大于设定的压力初值。

可选的，所述多股导线材料为铜或铜合金，所述多股导线构成的整体的直径在450～1500微米之间，单股导线直径在30～50微米之间，股数在15～30之间。

可选的，所述微细丝的材料是镍或镍合金、银或银合金、铜或铜合金，所述微细丝直径在100～300微米之间。

可选的，所述钎料为固态银基钎料片，所述钎料尺寸为0.1mm×0.4mm×4mm。

可选的，所述多股导线及所述微细丝置于所述凹槽中的长度不大于4mm。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明中通过将多股导线放在钎料之上，带槽石墨块通电后使得钎料熔化浸润多股导线间隙实现每股导线之间的连接，然后将微细丝放在钎料上面，将经钎料浸润后的多股导线放在微细丝上面，输入焊接信号，钎料熔化实现多股导线和微细丝的钎焊连接。本发明方法操作简单，所得接头钎料填充饱满，接头性能优于常规电阻钎焊接头，钎料均匀浸润微细丝和多股导线，避免了常规钎焊多股导线与微细丝时钎料由于毛细作用主要浸入多股导线间隙，导致微细丝与钎料、多股导线与钎料之间存在间隙的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例多股导线与微细丝的精密电阻钎焊方法流程图；

图2为本发明实施例多股导线与钎料在凹槽内位置关系示意图；图2-a为本发明实施例多股导线与钎料在凹槽内位置关系的横截面示意图，图2-b为浸润后的多股导线横截面示意图；

图3为本发明实施例浸润后的多股导线与微细丝在凹槽内位置关系示意图；图3-a为本发明实施例浸润后的多股导线与微细丝在凹槽内位置关系的横截面示意图，图3-b为钎焊后的多股导线与微细丝的横截面示意图；

图4为本发明实施例钎焊后的多股导线与微细丝的接头宏观示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例多股导线与微细丝的精密电阻钎焊方法流程图。参见图1，一种多股导线与微细丝的精密电阻钎焊方法，包括：

步骤101：将钎料及钎剂装入所述带槽石墨块的凹槽中；所述钎料片尺寸与所述带槽石墨块的凹槽尺寸相匹配；钎料为固态银基钎料片，钎料尺寸为0.1mm×0.4mm×4mm。带槽石墨块放置于第一导电铜板和第二导电铜板之间；第一导电铜板与电源输出端子台正极相连，第二导电铜板与电源输出端子台负极相连。

步骤102：将多股导线的待焊处平放在所述钎料片上；多股导线材料为铜或铜合金，多股导线构成的整体的直径在450～1500微米之间，单股导线直径在30～50微米之间，股数在15～30之间。

步骤103：通过焊接电源对所述带槽石墨块进行通电加热，得到钎料浸润后的多股导线；

步骤104：将所述钎料浸润后的多股导线移出所述带槽石墨块的凹槽；

步骤105：将钎料及钎剂装入所述带槽石墨块的凹槽中；

步骤106：将微细丝放置在钎料中央的上方；所述微细丝的材料是镍或镍合金、银或银合金、铜或铜合金，所述微细丝直径在100～300微米之间。

步骤107：将所述钎料浸润后的多股导线放置在所述微细丝的上方；所述多股导线及所述微细丝置于所述凹槽中的长度不大于4mm。

步骤108：通过焊接电源对所述带槽石墨块进行通电加热，实现所述多股导线与所述微细丝的钎焊连接。

在将带槽石墨块放置于第一导电铜板和第二导电铜板之间之前预先加工满足钎焊接头尺寸的带槽石墨块；所述带槽石墨块的凹槽为长方体形状，所述凹槽的对角线尺寸不大于限定的最大接头尺寸。

将带槽石墨块放置于第一导电铜板和第二导电铜板之间之后旋紧紧定旋钮确保所述带槽石墨块与所述第一导电铜板及所述第二导电铜板之间压力值大于设定的压力初值。

采用本发明方法避免了微细丝受热软化严重的问题，解决了常规钎焊多股导线与微细丝时钎料由于毛细作用优先浸入多股导线间隙，致使微细丝与多股导线之间钎料填充不足，钎焊质量差等问题，本发明方法所得接头钎料填充饱满，接头成形及性能优于常规电阻钎焊接头。

图2-a为本发明实施例多股导线与钎料在凹槽内位置关系的横截面示意图。参见图2-a，多股导线201材料为铜合金，单股丝直径为40um，股数约为20。首先用剥线钳去除多股导线201待焊端部绝缘皮，导线端部剥皮部分控制在4mm。钎料202选用银基钎料片，厚度为0.1mm，用美工刀裁制成0.4mm×4mm尺寸。采用丙酮将微细丝和处理好的多股导线201、钎料202放入超声波清洗池中清洗，清洗完成后晾干。将焊接电源的输出端子台正极用导线连接至第一导电铜板，输出端子台负极连接至第二导电铜板，将带槽石墨块放置在两导电铜板之间，旋紧紧定旋钮确保带槽石墨块与两导电铜板接触良好。取一片裁制好的钎料片平卧在带槽石墨块的凹槽中，滴入少许钎剂，将多股导线待焊处平卧在带槽石墨块中。设置焊接电流为0.70kA，焊接时间为25cyc，焊接压力为20N，施加焊接信号，电流经第一导电铜板传递至带槽石墨块，带槽石墨块的体电阻热使钎料融化，多股导线201内部间隙被钎料202填充，留待备用，通过上述操作得到浸润后的多股导线。

图2-b为浸润后的多股导线横截面示意图。参见图2-b，图中201为多股导线，202为焊接熔化后重新凝固的钎料，已经浸润入多股导线内部间隙。203为整体的多股导线经钎料浸润包裹后的单股导线。

图3-a为本发明实施例浸润后的多股导线与微细丝在凹槽内位置关系的横截面示意图。参见图3-a，取一片裁制好的钎料片平卧在带槽石墨块的凹槽中，滴入少许钎剂，将微细丝301放置在带槽石墨块的凹槽中，微细丝301材料为纯镍，材料状态为硬态，直径为200um，抗拉力为25N。将经钎料浸润后的多股导线203放置在带槽石墨块的凹槽中，施加焊接信号，钎料202受热融化后包裹住微细丝301和经钎料浸润后的多股导线203，完成焊接。所焊接头抗拉力为23N，断裂位于微细丝热影响区，接头抗拉力达到微细丝母材的92％，接头成形及性能都满足使用要求。

图3-b为钎焊后的多股导线与微细丝的横截面示意图。参见图3-b，301为微细丝，302为微细丝和经钎料浸润后的多股导线焊接完成后的接头。

图4为本发明实施例钎焊后的多股导线与微细丝的接头宏观形貌。参见图4，图中401为钎焊后的多股导线与微细丝的接头。

现通过下列实施例更详细介绍本发明方法：

多股导线材料为表层镀镍的铜合金，单股丝直径约为40um，股数约为30。微细丝材料为纯银，直径为200um。采用本发明焊接方法，其中设置焊接电流为0.66kA，焊接时间为35cyc，焊接压力为20N，进行焊接。得到的焊接接头抗拉力为6.5N，断裂位置为微细丝母材，焊缝力学性能高于微细丝母材，接头成形及性能都满足使用要求。

多股导线材料为铜合金，单股丝直径为40um，股数约为20。微细丝材料为纯镍，材料状态为软态，直径为200um，抗拉力为13N。类似地，采用本发明焊接方法，其中设置焊接电流为0.70kA，焊接时间为25cyc，焊接压力为20N，进行焊接。拉伸结果显示，焊接接头抗拉力为13N，断裂位置为微细丝母材，说明焊缝力学性能高于微细丝母材，接头成形及性能都满足使用要求。

从上述实施例中可以得到本发明中的焊接方法得到的多股导线和微细丝的接头抗拉力大，性能优越于微细丝母材。接头中的多股导线之间的单股丝之间浸润饱满，单股丝传递信号的性能趋于相同水平，使得多股导线的性能优越稳定。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种多股导线与微细丝的精密电阻钎焊方法，其特征在于，包括：

将钎料及钎剂装入带槽石墨块的凹槽中；所述钎料尺寸与所述带槽石墨块的凹槽尺寸相匹配；

将多股导线的待焊处平放在所述钎料上；

通过焊接电源对所述带槽石墨块进行通电加热，位于所述凹槽中的所述钎料融化，得到钎料浸润后的多股导线；

将所述钎料浸润后的多股导线移出所述带槽石墨块的凹槽；

将钎料及钎剂装入所述带槽石墨块的凹槽中；

将微细丝放置在钎料中央的上方；

将所述钎料浸润后的多股导线放置在所述微细丝的上方；

通过焊接电源对所述带槽石墨块进行通电加热，位于所述凹槽中的所述钎料融化，实现所述多股导线与所述微细丝的钎焊连接；

所述带槽石墨块放置于第一导电铜板和第二导电铜板之间；所述第一导电铜板与电源输出端子台正极相连，所述第二导电铜板与电源输出端子台负极相连。

2.根据权利要求1所述的多股导线与微细丝的精密电阻钎焊方法，其特征在于，将所述带槽石墨块放置于第一导电铜板和第二导电铜板之间之前还包括：

预先加工满足钎焊接头尺寸的带槽石墨块；所述带槽石墨块的凹槽为长方体形状，所述凹槽的对角线尺寸不大于设定的最大接头尺寸。

3.根据权利要求1所述的多股导线与微细丝的精密电阻钎焊方法，其特征在于，将所述带槽石墨块放置于第一导电铜板和第二导电铜板之间之后还包括：

旋紧紧定旋钮确保所述带槽石墨块与所述第一导电铜板及所述第二导电铜板之间压力值大于设定的压力初值。

4.根据权利要求1所述的多股导线与微细丝的精密电阻钎焊方法，其特征在于，所述多股导线材料为铜或铜合金，所述多股导线构成的整体的直径在450～1500微米之间，单股导线直径在30～50微米之间，股数在15～30之间。

5.根据权利要求1所述的多股导线与微细丝的精密电阻钎焊方法，其特征在于，所述微细丝的材料是镍或镍合金、银或银合金、铜或铜合金，所述微细丝直径在100～300微米之间。

6.根据权利要求1所述的多股导线与微细丝的精密电阻钎焊方法，其特征在于，所述钎料为固态银基钎料片，所述钎料尺寸为0.1mm×0.4mm×4mm。

7.根据权利要求1所述的多股导线与微细丝的精密电阻钎焊方法，其特征在于，所述多股导线及所述微细丝置于所述凹槽中的长度不大于4mm。