CN110355533A - 一种铜-锡连续焊接复合材料的制备工艺 - Google Patents

一种铜-锡连续焊接复合材料的制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及合金生产技术领域，具体涉及一种铜‑锡连续焊接复合材料的制备工艺，包括：步骤一、选择原材料；步骤二、材料清洗；步骤三、定位；步骤四，焊接；步骤五、退火；步骤六、整形；步骤七、收卷。由于避免使用现有技术的热复合工艺，通过材料清洗、定位、焊接、退火和整形，即通过连续焊接的方式使两种物理性能差异较大的材料(银锡带材和铜铁合金带)制成合金，该工艺具有产能高，生产周期短，定位精度高，生产成本低的优点，且所制得的电极材料具有可靠性高，产品性能好的优点，且易于制作合金。该铜‑锡连续焊接复合材料的制备工艺，具有工艺简单，并能够适合于大规模生产的特点。

Description

一种铜-锡连续焊接复合材料的制备工艺
技术领域
本发明涉及合金生产技术领域，具体涉及一种铜-锡连续焊接复合材料的制备工艺。
背景技术
合金材料在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对合金焊接结构件的需求日益增多，使合金的焊接性研究也随之深入。在各类焊接电源的电极材料中，也是使用合金材料。然而，如果将两种材料制作为电极材料，现有技术多采用热复合工艺，这种利用热复合工艺制备电极材料的方式存在产能低，生产周期长，定位精度低，生产成本高的缺陷，并且所制得的电极材料存在可靠性低，产品性能不好的缺点。另外，如果将两种物理性能差异较大的材料制作为电极材料，现有技术的热复合工艺是难以制作的。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种铜-锡连续焊接复合材料的制备工艺，该铜-锡连续焊接复合材料的制备工艺具有产能高，生产周期短，定位精度高，生产成本低的优点，且所制得的电极材料具有可靠性高，产品性能好的优点，且易于将两种物理性能差异较大的材料制成合金。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
提供一种铜-锡连续焊接复合材料的制备工艺，它包括以下步骤：
步骤一、选择原材料：选择银锡带材和铜铁合金带作为原材料；
步骤二、材料清洗：将银锡带材和铜铁合金带分别依次进行超声波去油、清水漂洗和烘干；
步骤三、定位：分别把清洗好的银锡带材和铜铁合金带送入定位机构并调整好位置，并且调整好银锡带材和铜铁合金带的张力；
步骤四，焊接：继续把银锡带材和铜铁合金带推送到焊接轮装置，调整好焊接压力、焊接电流、焊接时间和焊接速度；
步骤五、退火：将步骤四中焊接好的材料直接到扩散退火炉中进行退火，并加入氢气保护，然后进行水冷至一定温度；
步骤六、整形：将步骤五退火后的材料传输到整形机构进行整形到所要求尺寸，并且控制整形压力；
步骤七、收卷：将完成整形的材料通过调整一定的张力和速度进行收卷，即制得所述铜-锡连续焊接复合材料。
上述技术方案中，所述步骤一中，所述银锡带材的厚度为0.05mm～3.0mm，宽度为0.05mm～8.0mm；
所述铜铁合金带的厚度为0.1mm～4.0mm，宽度为1.0mm～100mm。
上述技术方案中，所述步骤一中，所述铜铁合金带为C19400铁青铜合金材料。
上述技术方案中，所述步骤二中，所述银锡带材的超声波去油的电流为0.5A～3.2A，所述银锡带材的烘干温度为45℃～70℃；
所述铜铁合金带的超声波去油的电流为1.0A～8.0A，所述铜铁合金带的烘干温度为45℃～70℃。
上述技术方案中，所述步骤三中，所述银锡带材的张力控制在1.0N～5.0N，所述铜铁合金带的张力控制在10N～100N。
上述技术方案中，所述步骤四中，调整好焊接压力为5N～15N、焊接电流为1.2kA～3.5kA、焊接时间为60ms～120ms和焊接速度为2m/min～8m/min。
上述技术方案中，所述步骤四中，所述焊接轮装置包括上焊轮和下焊轮。
上述技术方案中，所述步骤五中，并加入流量为1.0升/s～5.0升/s的氢气保护，然后进行水冷至150℃～350℃；
其中，所述水的流量为12升/s～18升/s。
上述技术方案中，所述步骤六中，控制整形压力为500N～1000N。
上述技术方案中，所述步骤七中，所述张力为10N～100N，所述速度为150m/s～600m/s。
本发明与现有技术相比较，有益效果在于：
(1)本发明提供的一种铜-锡连续焊接复合材料的制备工艺，包括：步骤一、选择原材料；步骤二、材料清洗；步骤三、定位；步骤四，焊接；步骤五、退火；步骤六、整形；步骤七、收卷。由于避免使用现有技术的热复合工艺，通过材料清洗、定位、焊接、退火和整形，即通过连续焊接的方式使两种物理性能差异较大的材料(银锡带材和铜铁合金带)制成合金，该工艺具有产能高，生产周期短，定位精度高，生产成本低的优点，且所制得的电极材料具有可靠性高，产品性能好的优点，且易于制作合金。
(2)本发明提供的一种铜-锡连续焊接复合材料的制备工艺，具有工艺简单，并能够适合于大规模生产的特点。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1。
一种铜-锡连续焊接复合材料的制备工艺，它包括以下步骤：
步骤一、选择原材料：选择银锡带材和铜铁合金带作为原材料；本实施例中，银锡带材的厚度为1.0mm，宽度为4.0mm；铜铁合金带的厚度为2.0mm，宽度为50mm；其中，铜铁合金带为C19400铁青铜合金材料；
步骤二、材料清洗：将银锡带材和铜铁合金带分别依次进行超声波去油、清水漂洗和烘干；本实施例中，银锡带材的超声波去油的电流为2A，银锡带材的烘干温度为60℃；铜铁合金带的超声波去油的电流为4.0A，铜铁合金带的烘干温度为60℃；
步骤三、定位：分别把清洗好的银锡带材和铜铁合金带送入定位机构并调整好位置，并且调整好银锡带材和铜铁合金带的张力；本实施例中，银锡带材的张力控制在3.0N，所述铜铁合金带的张力控制在50N；
步骤四，焊接：继续把银锡带材和铜铁合金带推送到焊接轮装置，调整好焊接压力为10N、焊接电流为2.5kA、焊接时间为90ms和焊接速度为5m/min；其中，焊接轮装置包括上焊轮和下焊轮；
步骤五、退火：将步骤四中焊接好的材料直接到扩散退火炉中进行退火，并加入流量为3.0升/s的氢气保护，然后进行水冷至250℃；其中，水的流量为15升/s；
步骤六、整形：将步骤五退火后的材料传输到整形机构进行整形到所要求尺寸，并且控制整形压力为800N；
步骤七、收卷：将完成整形的材料通过调整张力为50N和速度为400m/s进行收卷，即制得铜-锡连续焊接复合材料。
实施例2。
一种铜-锡连续焊接复合材料的制备工艺，它包括以下步骤：
步骤一、选择原材料：选择银锡带材和铜铁合金带作为原材料；本实施例中，银锡带材的厚度为0.05mm，宽度为0.05mm；铜铁合金带的厚度为0.1mm，宽度为1.0mm；其中，铜铁合金带为C19400铁青铜合金材料；
步骤二、材料清洗：将银锡带材和铜铁合金带分别依次进行超声波去油、清水漂洗和烘干；本实施例中，银锡带材的超声波去油的电流为0.5A，银锡带材的烘干温度为45℃；铜铁合金带的超声波去油的电流为1.0A，铜铁合金带的烘干温度为45℃；
步骤三、定位：分别把清洗好的银锡带材和铜铁合金带送入定位机构并调整好位置，并且调整好银锡带材和铜铁合金带的张力；本实施例中，银锡带材的张力控制在1.0N，所述铜铁合金带的张力控制在10N；
步骤四，焊接：继续把银锡带材和铜铁合金带推送到焊接轮装置，调整好焊接压力为5N、焊接电流为1.2kA、焊接时间为60ms和焊接速度为2m/min；其中，焊接轮装置包括上焊轮和下焊轮；
步骤五、退火：将步骤四中焊接好的材料直接到扩散退火炉中进行退火，并加入流量为1.0升/s的氢气保护，然后进行水冷至150℃；其中，水的流量为12升/s；
步骤六、整形：将步骤五退火后的材料传输到整形机构进行整形到所要求尺寸，并且控制整形压力为500N；
步骤七、收卷：将完成整形的材料通过调整张力为10N和速度为150m/s进行收卷，即制得铜-锡连续焊接复合材料。
实施例3。
一种铜-锡连续焊接复合材料的制备工艺，它包括以下步骤：
步骤一、选择原材料：选择银锡带材和铜铁合金带作为原材料；本实施例中，银锡带材的厚度为3.0mm，宽度为8.0mm；铜铁合金带的厚度为4.0mm，宽度为100mm；其中，铜铁合金带为C19400铁青铜合金材料；
步骤二、材料清洗：将银锡带材和铜铁合金带分别依次进行超声波去油、清水漂洗和烘干；本实施例中，银锡带材的超声波去油的电流为3.2A，银锡带材的烘干温度为70℃；铜铁合金带的超声波去油的电流为8.0A，铜铁合金带的烘干温度为70℃；
步骤三、定位：分别把清洗好的银锡带材和铜铁合金带送入定位机构并调整好位置，并且调整好银锡带材和铜铁合金带的张力；本实施例中，银锡带材的张力控制在5.0N，所述铜铁合金带的张力控制在100N；
步骤四，焊接：继续把银锡带材和铜铁合金带推送到焊接轮装置，调整好焊接压力为15N、焊接电流为3.5kA、焊接时间为120ms和焊接速度为8m/min；其中，焊接轮装置包括上焊轮和下焊轮；
步骤五、退火：将步骤四中焊接好的材料直接到扩散退火炉中进行退火，并加入流量为5.0升/s的氢气保护，然后进行水冷至350℃；其中，水的流量为18升/s；
步骤六、整形：将步骤五退火后的材料传输到整形机构进行整形到所要求尺寸，并且控制整形压力为1000N；
步骤七、收卷：将完成整形的材料通过调整张力为100N和速度为600m/s进行收卷，即制得铜-锡连续焊接复合材料。
实施例4。
一种铜-锡连续焊接复合材料的制备工艺，它包括以下步骤：
步骤一、选择原材料：选择银锡带材和铜铁合金带作为原材料；本实施例中，银锡带材的厚度为1.0mm，宽度为2.0mm；铜铁合金带的厚度为1.0mm，宽度为20mm；其中，铜铁合金带为C19400铁青铜合金材料；
步骤二、材料清洗：将银锡带材和铜铁合金带分别依次进行超声波去油、清水漂洗和烘干；本实施例中，银锡带材的超声波去油的电流为1.0A，银锡带材的烘干温度为50℃；铜铁合金带的超声波去油的电流为2.0A，铜铁合金带的烘干温度为50℃；
步骤三、定位：分别把清洗好的银锡带材和铜铁合金带送入定位机构并调整好位置，并且调整好银锡带材和铜铁合金带的张力；本实施例中，银锡带材的张力控制在2.0N，所述铜铁合金带的张力控制在20N；
步骤四，焊接：继续把银锡带材和铜铁合金带推送到焊接轮装置，调整好焊接压力为8N、焊接电流为2.0kA、焊接时间为70ms和焊接速度为3m/min；其中，焊接轮装置包括上焊轮和下焊轮；
步骤五、退火：将步骤四中焊接好的材料直接到扩散退火炉中进行退火，并加入流量为2.0升/s的氢气保护，然后进行水冷至200℃；其中，水的流量为13升/s；
步骤六、整形：将步骤五退火后的材料传输到整形机构进行整形到所要求尺寸，并且控制整形压力为600N；
步骤七、收卷：将完成整形的材料通过调整张力为20N和速度为200m/s进行收卷，即制得铜-锡连续焊接复合材料。
实施例5。
一种铜-锡连续焊接复合材料的制备工艺，它包括以下步骤：
步骤一、选择原材料：选择银锡带材和铜铁合金带作为原材料；本实施例中，银锡带材的厚度为2.5mm，宽度为6.0mm；铜铁合金带的厚度为3.0mm，宽度为80mm；其中，铜铁合金带为C19400铁青铜合金材料；
步骤二、材料清洗：将银锡带材和铜铁合金带分别依次进行超声波去油、清水漂洗和烘干；本实施例中，银锡带材的超声波去油的电流为3.0A，银锡带材的烘干温度为65℃；铜铁合金带的超声波去油的电流为6.0A，铜铁合金带的烘干温度为65℃；
步骤三、定位：分别把清洗好的银锡带材和铜铁合金带送入定位机构并调整好位置，并且调整好银锡带材和铜铁合金带的张力；本实施例中，银锡带材的张力控制在4.0N，所述铜铁合金带的张力控制在90N；
步骤四，焊接：继续把银锡带材和铜铁合金带推送到焊接轮装置，调整好焊接压力为12N、焊接电流为3.0kA、焊接时间为100ms和焊接速度为6m/min；其中，焊接轮装置包括上焊轮和下焊轮；
步骤五、退火：将步骤四中焊接好的材料直接到扩散退火炉中进行退火，并加入流量为4.0升/s的氢气保护，然后进行水冷至300℃；其中，水的流量为17升/s；
步骤六、整形：将步骤五退火后的材料传输到整形机构进行整形到所要求尺寸，并且控制整形压力为900N；
步骤七、收卷：将完成整形的材料通过调整张力为80N和速度为500m/s进行收卷，即制得铜-锡连续焊接复合材料。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种铜-锡连续焊接复合材料的制备工艺，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤一、选择原材料：选择银锡带材和铜铁合金带作为原材料；
步骤二、材料清洗：将银锡带材和铜铁合金带分别依次进行超声波去油、清水漂洗和烘干；
步骤三、定位：分别把清洗好的银锡带材和铜铁合金带送入定位机构并调整好位置，并且调整好银锡带材和铜铁合金带的张力；
步骤四，焊接：继续把银锡带材和铜铁合金带推送到焊接轮装置，调整好焊接压力、焊接电流、焊接时间和焊接速度；
步骤五、退火：将步骤四中焊接好的材料直接到扩散退火炉中进行退火，并加入氢气保护，然后进行水冷至一定温度；
步骤六、整形：将步骤五退火后的材料传输到整形机构进行整形到所要求尺寸，并且控制整形压力；
步骤七、收卷：将完成整形的材料通过调整一定的张力和速度进行收卷，即制得所述铜-锡连续焊接复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种铜-锡连续焊接复合材料的制备工艺，其特征在于：所述步骤一中，所述银锡带材的厚度为0.05mm～3.0mm，宽度为0.05mm～8.0mm；
所述铜铁合金带的厚度为0.1mm～4.0mm，宽度为1.0mm～100mm。
3.根据权利要求1所述的一种铜-锡连续焊接复合材料的制备工艺，其特征在于：所述步骤一中，所述铜铁合金带为C19400铁青铜合金材料。
4.根据权利要求1所述的一种铜-锡连续焊接复合材料的制备工艺，其特征在于：所述步骤二中，所述银锡带材的超声波去油的电流为0.5A～3.2A，所述银锡带材的烘干温度为45℃～70℃；
所述铜铁合金带的超声波去油的电流为1.0A～8.0A，所述铜铁合金带的烘干温度为45℃～70℃。
5.根据权利要求1所述的一种铜-锡连续焊接复合材料的制备工艺，其特征在于：所述步骤三中，所述银锡带材的张力控制在1.0N～5.0N，所述铜铁合金带的张力控制在10N～100N。
6.根据权利要求1所述的一种铜-锡连续焊接复合材料的制备工艺，其特征在于：所述步骤四中，调整好焊接压力为5N～15N、焊接电流为1.2kA～3.5kA、焊接时间为60ms～120ms和焊接速度为2m/min～8m/min。
7.根据权利要求1所述的一种铜-锡连续焊接复合材料的制备工艺，其特征在于：所述步骤四中，所述焊接轮装置包括上焊轮和下焊轮。
8.根据权利要求1所述的一种铜-锡连续焊接复合材料的制备工艺，其特征在于：所述步骤五中，并加入流量为1.0升/s～5.0升/s的氢气保护，然后进行水冷至150℃～350℃；
其中，所述水的流量为12升/s～18升/s。
9.根据权利要求1所述的一种铜-锡连续焊接复合材料的制备工艺，其特征在于：所述步骤六中，控制整形压力为500N～1000N。
10.根据权利要求1所述的一种铜-锡连续焊接复合材料的制备工艺，其特征在于：所述步骤七中，所述张力为10N～100N，所述速度为150m/s～600m/s。
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