CN111215714A - 一种制备石英玻璃接头的非接触超声钎焊连接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的是一种制备石英玻璃接头的非接触超声钎焊连接方法，其包括：一、将钎料箔片宽度加工至与石英玻璃大小一致；二、对钎料箔片的表面打磨加工，利用丙酮清洗，然后将钎料箔片填充到石英玻璃的两个待焊面之间，然后以1~5℃/min的升温速率升到100~400℃后保温5~10min后，放置在垂直方向的静磁场中，其磁感应强度为1~12T，线圈产生交流磁场，交流磁场频率为2~10 kHz，同时在石英玻璃上端施加0.1~1MPa的压力，在压力以及电磁超声振动的共同作用下钎料在石英玻璃的表面铺展润湿，冷至室温，完成石英玻璃钎焊。本发明解决了现有的石英玻璃连接方法，低温连接困难和高温接头残余应力大等问题。

Description

一种制备石英玻璃接头的非接触超声钎焊连接方法
技术领域：
本发明涉及的是石英玻璃的焊接方法，具体涉及的是一种制备石英玻璃接头的非接触超声钎焊连接方法。
背景技术：
石英玻璃的耐高温性能远远超过任何一种玻璃，其熔化温度达1715℃以上，能承受的工作温度可达1000℃左右。在卤钨灯、高压气体放电灯的内芯放电管、大功率脉冲氙灯等都使用耐高温的石英玻璃并需要与金属进行连接组装。在连接石英玻璃时需加热到高温，但由于石英玻璃与金属的线膨胀系数相差非常大，常常在焊接后石英玻璃上会形成裂纹。已有研究证明，在低温下将超声能引入钎焊过程，可促进金属钎料与石英玻璃的铺展和润湿，同时可以实现普通钎焊难以完成的焊接过程。因为石英玻璃的脆性非常大，直接超声振动会使石英玻璃破碎。本发明是一种非接触的超声技术，非接触超声利用高强度电磁力在熔融金属内直接生成超声波，这种超声波不但具有传统超声波的所有效果，而且可以不用直接接触会产生超声波。
发明内容：
本发明的目的是提供一种制备石英玻璃接头的非接触超声钎焊连接方法，这种制备石英玻璃接头的非接触超声钎焊连接方法用于解决现有的石英玻璃连接方法，低温连接困难和高温接头残余应力大等问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种制备石英玻璃接头的非接触超声钎焊连接方法：
一、将钎料箔片宽度加工至与石英玻璃宽度尺寸大小完全一致。
二、使用砂纸对钎料箔片的表面进行打磨加工，利用丙酮清洗10~30min，然后将步骤一制得的钎料箔片填充到石英玻璃的两个待焊面之间，然后以1~5℃/min的升温速率升到100~400℃后保温5~10min后，放置在垂直方向的静磁场中，静磁场由超导磁石产生，其磁感应强度为1~12T，线圈产生交流磁场，线圈匝数为10~200匝，交流磁场频率为2~10 kHz，同时在石英玻璃上端施加0.1~1MPa的压力，在压力以及电磁超声振动的共同作用下钎料在石英玻璃的表面铺展润湿，冷至室温，完成石英玻璃钎焊。
上述方案中钎料箔片为Sn-Zn-Ti-Al箔片，其中Sn、Zn、Ti、Al之间的质量比为1：8~13：0.1~5：0.01~3。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明在钎焊过程中使用了交流电磁场，会在液态钎料中产生超声波，利用超声波的声空化效应去除钎料和石英玻璃表面氧化物，并实现液态钎料与母材的润湿。
2、本发明连接过程简单，生产成本低，生产率高。
附图说明：
图1为非接触超声钎焊连接石英玻璃的方法示意图。
图中：1.永磁体，2线圈，3.液态钎料，4.加热装置，5.石英玻璃。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
这种制备石英玻璃接头的非接触超声钎焊连接方法：
一、将钎料箔片宽度加工至与石英玻璃宽度尺寸大小完全一致，钎料箔片为Sn-（8~13）Zn-（0.1~5）Ti-（0.01~3）Al箔片。
二、使用砂纸对钎料箔片的表面进行打磨加工，利用丙酮清洗10~30min，然后将步骤一制得的钎料箔片填充到石英玻璃的两个待焊面之间，设置在加热装置4的正上方，然后以1~5℃/min的升温速率升到100~400℃后保温5~10min后，放置在垂直方向的静磁场中，参阅图1，永磁体1和线圈2位于液态钎料3的正上方，静磁场由超导磁石产生，其磁感应强度为1~12T，线圈产生交流磁场，线圈匝数为10~200匝，交流磁场频率为2~10 kHz，同时在石英玻璃上端施加0.1~1MPa的压力，在压力以及电磁超声振动的共同作用下钎料在石英玻璃5的表面铺展润湿，冷至室温，完成石英玻璃钎焊。

Claims (2)

1.一种制备石英玻璃接头的非接触超声钎焊连接方法，其特征在于：
一、将钎料箔片宽度加工至与石英玻璃宽度尺寸大小完全一致；
二、使用砂纸对钎料箔片的表面进行打磨加工，利用丙酮清洗10~30min，然后将步骤一制得的钎料箔片填充到石英玻璃的两个待焊面之间，然后以1~5℃/min的升温速率升到100~400℃后保温5~10min后，放置在垂直方向的静磁场中，静磁场由超导磁石产生，其磁感应强度为1~12T，线圈产生交流磁场，线圈匝数为10~200匝，交流磁场频率为2~10 kHz，同时在石英玻璃上端施加0.1~1MPa的压力，在压力以及电磁超声振动的共同作用下钎料在石英玻璃的表面铺展润湿，冷至室温，完成石英玻璃钎焊。
2.根据权利要求1所述的制备石英玻璃接头的非接触超声钎焊连接方法，其特征在于：所述的钎料箔片为Sn-Zn-Ti-Al箔片，其中Sn、Zn、Ti、Al之间的质量比为1：8~13：0.1~5：0.01~3。
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