CN108031998A - 一种金属玻璃的焊接装置及其焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种金属玻璃的焊接装置，包括水浴坩埚，水浴坩埚内装有用于加热的水，设置于水浴坩埚内的水中的电镀槽，电镀槽内设有电解液，电解液的水平面与水浴坩埚内的水液面齐平，浸没在电镀槽的电解液中的待焊接工件和金属板，待焊接工件为阴极，金属板为阳极，待焊接工件与直流电源的正极连接，金属板与直流电源的负极连接。本发明采用低频机械振动驱离作为阴极的待焊接工件表面的气泡，确保了镀层厚度的均匀一致；本发明在电镀过程中持续补水，保证在整个焊接过程中电解液浓度的恒定；本发明的焊接过程在水浴中进行，无噪音、无烟尘、可控性高，实施过程的工作环境得到了极大改善。
Description
技术领域
本发明属于材料焊接技术领域，更具体涉及一种金属玻璃的焊接方法。
背景技术
目前几乎所有的焊接方法都必须在焊材熔点以上的温度实施，有时甚至在母材的熔点温度以上。这类焊接方法在实施过程中往往需要很高的输入功率，一边熔化焊材甚至母材，这对焊接设备就有较高的要求。另外，在后续的保温和冷却过程中，必然会引起热影响区域中母材的组织乃至微观结构的变化，进而降低了材料的机械、理化性能，缩短其服役的周期，增加了使用成本。对于金属玻璃而言，其体系处于能量较高的亚稳态，传统的焊接工艺由于在较长时间内处于高温状态，因此金属玻璃会受到热激发而进行结构弛豫。在绝大部分情况下，这类弛豫会使金属玻璃变脆，导致其韧性的急剧下降，服役的稳定性和安全性大大降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种可在玻璃转变温度以下进行，可避免引起母材性能恶化的金属玻璃的焊接装置及其焊接方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种金属玻璃的焊接装置，包括
水浴坩埚，所述水浴坩埚内装有用于加热的水，
设置于所述水浴坩埚内的水中的电镀槽，所述电镀槽内设有电解液，所述电解液的水平面与所述水浴坩埚内的水液面齐平，
浸没在所述电镀槽的电解液中的待焊接工件和金属板，所述待焊接工件为阴极，所述金属板为阳极，所述待焊接工件与直流电源的正极连接，所述金属板与所述直流电源的负极连接。
在一些实施方式中，所述电镀槽内设置有用于敲振所述待焊接工件的低频机械振荡器。
在一些实施方式中，所述电镀槽内的电解液中放置有温度计。
在一些实施方式中，还包括补水装置，所述水浴坩埚和所述电镀槽分别与补水装置连接，所述补水装置包括补水槽，所述补水槽设有第一进水管和第二进水管，所述第一进水管与所述水浴坩埚连通，所述第二进水管与所述电镀槽连通。
根据本发明的另一个方面，提供了一种金属玻璃的焊接装置的焊接方法，包括以下步骤：
将待焊工件和金属板进行表面清洁活化处理，以待焊工件为阴极，以金属板为阳极，所述阴极与所述阳极分别连接在直流电源的正极和负极；
将电解液倒入电镀槽中，将装有电解液的电镀槽放置于水浴坩埚中，在水浴坩埚中加入水；
将水浴坩埚的温度控制在25-65℃之间，加热电镀液；
待电镀液的温度升至预定值45℃后，打开直流电源的开关，调节输出电压使其略大于零；
将所述金属板和所述待焊工件同时缓慢浸入所述电解液中，调节直流电源的输出电流和电压，使其达到预定值，电流密度值为0.1-1mA/mm2，开始对所述待焊工件进行电镀焊接处理；
分别对所述水浴坩埚和所述电镀槽补水，使单位时间内流入水浴坩埚和电镀槽的水量与各自的挥发量相等，保持电镀液的浓度恒定；
电镀焊接处理完成后，将所述直流电源关闭，取出工件用清水冲洗。
在一些实施方式中，所述水浴坩埚中的水面与电镀槽内电解液液面齐平，使所述电镀液被均匀加热，且防止所述电镀槽浮起。
在一些实施方式中，在电镀焊接处理过程中，所述低频机械振荡器每隔5-10min敲振一次待焊接工件，以驱离所述待焊工件表面的气泡。
在一些实施方式中，所述活化处理为通过酸或碱溶液侵蚀所述待焊接工件和所述金属板的表面，溶解所述待焊接工件和所述金属板的表面的氧化膜露出金属界面。
其有益效果为：本发明焊接方法简单易于操作，可在近室温下远低于金属玻璃的玻璃转变温度以下对工件进行焊接，避免高温操作，一方面，焊接温度低于70℃,电流密度小于1mA/mm2，降低了焊接过程中的输入功率，避免了普通焊接过程高温对金属玻璃微观结构及机械性能的有害影响，另一方面消除了高温引起的金属玻璃母材的结构弛豫。
本发明采用低频机械振动驱离作为阴极的待焊接工件表面的气泡，确保了镀层厚度的均匀一致；本发明在电镀过程中持续补水，保证在整个焊接过程中电解液浓度的恒定；本发明的焊接过程在水浴中进行，无噪音、无烟尘、可控性高，实施过程的工作环境得到了极大改善；本发明对待焊接工件和金属板进行活化处理可保证电镀层与基体的结合力。
附图说明
图1是本发明一实施方式的一种金属玻璃的焊接装置的结构示意图。
具体实施方式
图1示意性地显示了本发明的一种实施方式的金属玻璃的焊接装置。如图1所示，该金属玻璃的焊接装置包括水浴坩埚10和电镀槽4。水浴坩埚10内装有用于加热的水。电镀槽4的底部浸没在水浴坩埚10内的水中。电镀槽4内装有电解液7。电解液7的水平面与水浴坩埚10内的水液面齐平。待焊接工件9和金属板8浸没在电镀槽4的电解液7中。待焊接工件9为阴极，金属板8为阳极。待焊接工件9与直流电源1的正极通过电线2连接。金属板8与直流电源1的负极通过电线2连接。电镀槽4内设置有用于敲振待焊接工件9的低频机械振荡器6。电镀槽4内的电解液中放置有温度计3。用于随时监测电解液7的温度。水浴坩埚10和电镀槽4分别与补水装置11连接。补水装置11包括补水槽，补水槽内装有水。补水槽设有第一进水管和第二进水管，第一进水管与水浴坩埚10连通，第二进水管与电镀槽4连通。
一种金属玻璃的焊接装置的焊接方法，包括以下步骤：
将待焊工件9和金属板8进行表面清洁活化处理，活化处理为通过酸或碱溶液侵蚀待焊接工件和金属板的表面，溶解待焊接工件和金属板的表面的氧化膜露出金属界面，保证电镀层与基体的结合力，以待焊工件9为阴极，以金属板8为阳极，阴极与阳极分别连接在直流电源1的正极和负极；
将电解液7倒入电镀槽4中，将装有电解液7的电镀槽4放置于水浴坩埚10中，在水浴坩埚10中加入水；水浴坩埚10中的水面与电镀槽4内电解液7液面齐平，使电镀液被均匀加热，且防止电镀槽4浮起。
将水浴坩埚10的温度控制在25-65℃之间，加热电解液7；
待电镀液的温度升至预定值45℃后，打开直流电源1的开关，调节输出电压使其略大于零；
将金属板8和待焊工件9同时缓慢浸入电解液7中，调节直流电源1的输出电流和电压，使其达到预定值，电流密度值为0.1-1mA/mm2，开始对待焊工件9进行电镀焊接处理；
分别对水浴坩埚10和电镀槽4补水，使单位时间内流入水浴坩埚10和电镀槽4的水量与各自的挥发量相等，保持电镀液的浓度恒定；
在电镀焊接处理过程中，低频机械振荡器6每隔5-10min敲振一次待焊接工件9，以驱离待焊工件9表面的气泡。
电镀焊接处理完成后，将直流电源1关闭，取出工件9用清水冲洗。
以上的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域普通技术人员来讲，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种金属玻璃的焊接装置，其特征在于，包括
水浴坩埚，所述水浴坩埚内装有用于加热的水，
设置于所述水浴坩埚内的水中的电镀槽，所述电镀槽内设有电解液，所述电解液的水平面与所述水浴坩埚内的水液面齐平，
浸没在所述电镀槽的电解液中的待焊接工件和金属板，所述待焊接工件为阴极，所述金属板为阳极，所述待焊接工件与直流电源的正极连接，所述金属板与所述直流电源的负极连接。
2.根据权利要求1所述的金属玻璃的焊接装置，其特征在于，所述电镀槽内设置有用于敲振所述待焊接工件的低频机械振荡器。
3.根据权利要求1所述的金属玻璃的焊接装置，其特征在于，所述电镀槽内的电解液中放置有温度计。
4.根据权利要求1所述的金属玻璃的焊接装置，其特征在于，还包括补水装置，所述水浴坩埚和所述电镀槽分别与补水装置连接，所述补水装置包括补水槽，所述补水槽设有第一进水管和第二进水管，所述第一进水管与所述水浴坩埚连通，所述第二进水管与所述电镀槽连通。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的金属玻璃的焊接装置的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
将待焊工件和金属板进行表面清洁并活化处理，以待焊工件为阴极，以金属板为阳极，所述阴极与所述阳极分别连接在直流电源的正极和负极；
将电解液倒入电镀槽中，将装有电解液的电镀槽放置于水浴坩埚中，在水浴坩埚中加入水；
将水浴坩埚的温度控制在25-65℃之间，加热电镀液；
待电镀液的温度升至预定值45℃后，打开直流电源的开关，调节输出电压使其略大于零；
将所述金属板和所述待焊工件同时缓慢浸入所述电解液中，调节直流电源的输出电流和电压，使其达到预定值电流密度值为0.1-1mA/mm2，开始对所述待焊工件进行电镀焊接处理；
分别对所述水浴坩埚和所述电镀槽补水，使单位时间内流入水浴坩埚和电镀槽的水量与各自的挥发量相等，保持电镀液的浓度恒定；
电镀焊接处理完成后，将所述直流电源关闭，取出工件用清水冲洗。
6.根据权利要求4所述的金属玻璃的焊接装置的焊接方法，其特征在于，所述水浴坩埚中的水面与电镀槽内电解液液面齐平，使所述电镀液被均匀加热，且防止所述电镀槽浮起。
7.根据权利要求4所述的金属玻璃的焊接装置的焊接方法，其特征在于，在电镀焊接处理过程中，所述低频机械振荡器每隔5-10min敲振一次待焊接工件，以驱离所述待焊工件表面的气泡。
8.根据权利要求4所述的金属玻璃的焊接装置的焊接方法，其特征在于，所述活化处理为通过酸或碱溶液侵蚀所述待焊接工件和所述金属板的表面，溶解所述待焊接工件和所述金属板的表面的氧化膜露出金属界面。
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- 2017-12-28 CN CN201711452533.3A patent/CN108031998A/zh active Pending
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