CN114264687A - 一种测量焊剂活性温度和活性时间的装置和方法 - Google Patents
一种测量焊剂活性温度和活性时间的装置和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114264687A CN114264687A CN202111541995.9A CN202111541995A CN114264687A CN 114264687 A CN114264687 A CN 114264687A CN 202111541995 A CN202111541995 A CN 202111541995A CN 114264687 A CN114264687 A CN 114264687A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- flux
- conductor
- base material
- welding flux
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000004907 flux Effects 0.000 title claims abstract description 232
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 112
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 148
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 125
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 124
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 72
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 24
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 35
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 33
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 10
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 9
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 3
- 238000001931 thermography Methods 0.000 claims description 3
- 239000010953 base metal Substances 0.000 abstract description 11
- 238000005219 brazing Methods 0.000 abstract description 10
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 229910001315 Tool steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 4
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 4
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 241000935974 Paralichthys dentatus Species 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005493 welding type Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- General Induction Heating (AREA)
Abstract
本发明涉及钎焊技术领域，具体而言，涉及一种测量焊剂活性温度和活性时间的装置和方法。测量焊剂活性温度和活性时间的装置包括感应加热设备和测温装置，感应加热设备包括相互连接的电源装置和感应线圈；感应线圈内设置有导体；感应加热设备用于使导体产生热量，导体再将热量传导至设置在导体顶端的母材和焊剂；测温装置用于检测所述母材和/或所述焊剂的温度。通过采用感应加热设备对导体上的母材和焊剂进行加热，并采用测温装置进行监测，能够观察到焊剂的熔化、流铺以及去膜过程，同时获得各个过程中母材和/或焊剂的温度，从而得到焊剂的活性温度范围。并且，该装置还能够得到定量焊剂在设定温度下保持活性的时间。
Description
技术领域
本发明涉及钎焊技术领域，具体而言，涉及一种测量焊剂活性温度和活性时间的装置和方法；更具体地，涉及一种测量焊剂活性温度和活性时间的装置，一种测量焊剂活性温度的方法，以及，一种测量焊剂活性时间的方法。
背景技术
焊剂，包括熔盐、有机物、活性气体、金属蒸汽等，即除去母材和钎料外，泛指第三种用来降低母材和钎料界面张力的所有物质。由于钎焊加热过程中，母材氧化会导致焊接无法进行，因此需要有焊剂来去除氧化膜，降低熔点表面张力，促进钎料流铺。而钎焊温度不同，就需要对应的焊剂的活性温度不同。
在现有技术中，钎料的温度可以通过仪器准确测量，也有对应的国家标准。但是，目前还没有焊剂对应的活性温度或活性时间的测试方法。
传统方法是将焊剂置于母材板上，并放于马弗炉(润湿炉)中，设置不同炉温来考察焊剂活性及去除氧化膜的方式，但是，该方法存在升温速度慢，炉温不准确(同一个炉子，不同的炉腔位置都有可能温度不同)，操作繁琐，以及无法直接观察去膜、流铺过程等问题，这些问题都影响了焊剂性能的测试结果。
因此，开发一种焊剂的活性温度和活性时间的测试方法及装置具有重要意义。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种测量焊剂活性温度和活性时间的装置，通过采用感应加热设备对导体上的母材和焊剂进行加热，并采用测温装置进行监测，能够观察到焊剂的熔化、流铺以及去膜过程，同时获得各个过程中母材和/或焊剂的温度，从而得到焊剂的活性温度范围。并且，该装置还能够得到定量焊剂在设定温度下保持活性的时间。
本发明的第二目的在于提供一种测量焊剂活性温度的方法，该方法具有简单、易于操作、测定结果准确等优点。
本发明的第三目的在于提供一种测量焊剂活性时间的方法，该方法具有操作简单、升温速度快、测定时间短、测定结果准确等优点。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明提供了一种测量焊剂活性温度和活性时间的装置，包括感应加热设备和测温装置；
其中，所述感应加热设备包括相互连接的电源装置和感应线圈；
所述感应线圈内设置有导体；
所述感应加热设备用于使所述导体产生热量，所述导体再将热量传导至设置在所述导体顶端的母材和焊剂；
所述测温装置用于检测所述母材和/或所述焊剂的温度。
优选地，所述感应加热设备包括高频感应加热设备。
优选地，所述导体包括石墨和/或金属单质；
优选地，所述金属单质包括金和/或银；
优选地，所述导体的形状为圆柱体，或者，圆台和圆柱的组合体；
优选地，所述感应线圈的形状为螺旋环形；更优选地，所述感应线圈在靠近所述母材一端的环径大于远离所述母材一端的环径；
优选地，所述感应线圈的顶端与所述导体顶端的距离为1～2cm。
优选地，所述导体和所述母材之间还设置有导热垫片，所述导热垫片用于所述导体和所述母材之间的热传导；
优选地，所述导热垫片不具有导磁性。
优选地，所述测温装置包括激光测温装置、红外测温装置、热成像装置和热电偶测温装置中的一种。
优选地，所述测量焊剂活性温度和活性时间的装置还包括摄像装置。
本发明还提供了一种测量焊剂活性温度的方法，适用于如上所述的测量焊剂活性温度和活性时间的装置，包括以下步骤：
将表面堆置有焊剂的母材放置在导体的顶端，开启感应加热设备的电源装置，使感应线圈内的导体中感应出电流，产生热量，所述导体再将热量传导至所述母材和所述焊剂；
采用测温装置检测母材和/或焊剂的温度，并记录焊剂开始起活性的温度以及焊剂开始失效的温度，所述开始起活性的温度与所述开始失效的温度之间的范围即为所述焊剂活性温度。
优选地，在所述将表面堆置有焊剂的母材放置在导体的顶端之后，还包括将导热垫片放置在所述导体和所述母材之间的步骤；
优选地，通过摄像装置记录所述焊剂的熔化、流铺和去膜过程。
本发明还提供了一种测量焊剂活性时间的方法，适用于如上所述的测量焊剂活性温度和活性时间的装置，包括以下步骤：
将表面堆置有焊剂的母材放置在导体的顶端，开启感应加热设备的电源装置，使感应线圈内的导体中感应出电流，产生热量，所述导体再将热量传导至所述母材和所述焊剂；
采用测温装置检测母材和/或焊剂的温度，待所述母材和/或焊剂的温度达到目标温度后，保持其温度不变，并记录该时刻为初始时间；待所述焊剂开始失效，记录该时刻为失效时间，所述失效时间与所述初始时间之间的时间差，即为所述焊剂活性时间；
优选地，在所述将表面堆置有焊剂的母材放置在导体的顶端之后，还包括将导热垫片放置在所述导体和所述母材之间的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本申请提供的测量焊剂活性温度和活性时间的装置，设备成本低，可以观察到焊剂的熔化、流铺以及去膜过程，通过采用感应加热设备将设置在导体内的母材和焊剂进行升温，并在升温过程中采用测温装置检测母材和/或焊剂的温度，能够得到焊剂的活性温度范围，以及焊剂保持活性的时间范围。
(2)本发明提供的测量焊剂活性温度和活性时间的装置，通过对同一种母材采用不同种类的焊剂去除氧化膜，观察各焊剂的状态，能够实现焊剂和母材的匹配，挑选出更适宜设定母材的焊剂。
(3)本发明提供的测量焊剂活性温度的方法，具有简单、易于操作、测定结果准确、测定时间短等优点，其能够实现对焊剂的活性温度范围的测定，从而有利于提高焊接产品的质量。
(4)本发明提供的测量焊剂活性时间的方法，能够实现对焊剂的活性时间范围的测定，这有利于焊剂的使用，从而进一步提高焊接产品的品质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述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为本发明提供的测量焊剂活性温度和活性时间的装置的结构示意图；
图2为本发明提供的测量焊剂活性温度和活性时间的装置的另一结构示意图；
图3为本发明提供的测量焊剂活性温度和活性时间的装置的又一结构示意图；
图4为本发明实施例3提供的测量焊剂活性温度的装置的结构示意图。
附图标记：
1-感应加热设备； 2-测温装置； 3-导体；
4-母材； 5-焊剂； 6-导热垫片；
7-摄像装置； 11-电源装置； 12-感应线圈。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明提供了一种测量焊剂活性温度和活性时间的装置，如图1所示，所述测量焊剂活性温度和活性时间的装置包括感应加热设备1和测温装置2；
其中，所述感应加热设备1包括相互连接的电源装置11和感应线圈12；
所述感应线圈内设置有导体3；
所述感应加热设备1用于使所述导体3产生热量，所述导体3再将热量传导至设置在所述导体顶端的母材4和焊剂5；
所述测温装置2用于检测所述母材4和/或所述焊剂5的温度。
焊剂的活性温度是指在大气环境下，将钎剂置于母材上加热至高于钎剂熔化温度，钎剂流铺去除母材表面的氧化膜，保护母材不被继续氧化，并保持性能的温度；活性时间是指在大气环境下，将钎剂置于母材上加热至钎剂活性温度，去除母材表面氧化物，保持母材不被氧化的时间。
本发明提供的测量焊剂活性温度和活性时间的装置，通过采用感应加热设备具有升温速度快的优点，能实现导体的快速加热，进而将热量传导至母材和焊剂，使母材和焊剂快速升温。
通过设置测温装置，能够随时监控母材和/或焊剂的温度，且测定结果准确。具体地，在使母材和焊剂升温且焊剂未发生熔化的过程中，焊剂中各处的温度往往不一致，此时测量母材的温度更加准确。而当焊剂开始熔化时，则可以直接测定焊剂的温度。
采用本申请提供的测量焊剂活性温度和活性时间的装置，可以观察到焊剂的熔化、流铺以及去膜过程，期间通过所述测温装置检测母材和/或焊剂的温度，就能够得到焊剂的活性温度范围。
并且，采用该装置观察焊剂的变化，同时对温度和时间进行监测，还能够得到一定量的焊剂在设定温度下保持活性的时间。
此外，本发明提供的测量焊剂活性温度和活性时间的装置，通过对同一母材采用不同的焊剂去除氧化膜，观察各焊剂的状态，能够实现焊剂和母材的匹配，挑选出更适宜设定母材的焊剂。
优选地，所述感应加热设备1包括高频感应加热设备。
电磁感应加热，简称感应加热，是加热导体材料的一种方法，具体是利用电磁感应的方法使被加热的材料的内部产生电流，依靠这些涡流的能量达到加热目的。
本发明通过采用所述高频感应加热设备，不仅能够实现快速加热，而且方便观察焊剂的熔化、流铺以及去膜过程。
优选地，所述导体3包括石墨和/或金属单质；
优选地，所述金属单质包括金和/或银；
在本发明一些具体的实施方式中，所述导体3的材料选自高导磁且高导热的导体材料。
优选地，所述导体3的形状为圆柱体，或者，圆台和圆柱的组合体。
优选地，所述感应线圈12的形状为螺旋环形，即呈螺旋状的环形结构；
在本发明一些优选的实施方式中，所述感应线圈12的每层环的内径可以相同，也可以不同。
更优选地，所述感应线圈12在靠近所述母材4一端的环径大于远离所述母4材一端的环径；即所述感应线圈12的两端的环径不同，在靠近母材4的一端的环径较大，而在远离母材4的一端的环径较小。这样减少上层线圈对母材的影响，保证热量以热传导的形式，自下而上向母材传导。
在本发明一些优选的实施方式中，当所述导体3的形状为圆柱体时，可设置所述感应线圈12在靠近所述母材4一端的环径大于远离所述母4材一端的环径；这样能够减少上层线圈对母材的影响。
在本发明一些优选的实施方式中，当所述感应线圈12的每层环的内径相同(即所述感应线圈12的内部形成圆柱体形状的空腔)时，所述导体3的形状可以为圆台和圆柱的组合体。如图3所示，即所述导体3靠近母材4的一端的形状为圆台体(且该圆台体的上表面的直径大于下表面的直径)，所述导体3远离母材4的一端的形状为圆柱体。这样能够所述导体3的下部加热更快，下部的热量传到上部，从而便于上部表面的温度更为均匀。
在本发明一些优选的实施方式中，当所述导体3的形状为圆台和圆柱的组合体(所述导体3靠近母材4的一端的形状为圆台体，且该圆台体的上表面的直径大于下表面的直径，所述导体3远离母材4的一端的形状为圆柱体)时，也可以设置所述感应线圈12在靠近所述母材4一端的环径大于远离所述母4材一端的环径。即所述感应线圈12的形状随着所述导体3的形状而改变，均为上部大，下部小。
优选地，所述感应线圈12的顶端(平面)与所述导体3顶端(平面)的距离为1～2cm。将感应线圈12与导体3之间设置一定的高度差，能保持感应线圈12与母材4之间形成一定高度差，从而能够进一步减少所述感应线圈12内的磁感线对母材4的影响。
在本发明一些具体的实施方式中，所述导体3的直径小于所述感应线圈12的环径，以便于将所述导体3置于所述感应线圈12的空腔中。
在本发明一些具体的实施方式中，所述导体3的直径可以根据使用者的使用需求而设置，可采用任意地、常规的直径范围。
优选地，所述导体3的直径为35～50mm(还可以选择36mm、38mm、40mm、42mm、44mm、45mm或48mm)。
优选地，所述感应线圈12的环径(指环的内径)与所述导体3的直径之差为1～20mm(还可以选择3mm、5mm、8mm、10mm、12mm、15mm或18mm)。
当开启所述电源装置11时，所述电源装置11提供交变电流，该交变电流流过所述感应线圈12，产生通过所述导体3的交变磁场，该磁场使所述导体3产生涡流来加热。然后，热量通过热传导传递至母材4和焊剂5，即实现了母材4和焊剂5的快速升温。
在本发明一些具体的实施方式中，所述母材4的形状为板状，所述母材4的横截面的形状为圆形。
在本发明一些具体的实施方式中，所述母材4的直径可以根据使用者的使用需求而设置，可采用任意地、常规的直径范围。
优选地，所述母材4的直径为35～45mm(还可以选择36mm、38mm、40mm、42mm或44mm)。
优选地，所述母材4的厚度为1～3mm(还可以选择2mm)。这样能够实现母材4和焊剂5的快速并均匀升温。
优选地，如图2所示，所述导体3和所述母材4之间还设置有导热垫片6；
设置所述导热垫片6，能减小所述母材4中心温度与外圈温度差异，从而有效避免了石板温度不均匀导致的钎剂熔化性能影响。
优选地，所述导热垫片6不具有导磁性。
优选地，所述导热垫片6的材质包括纯金和/或纯银。具体地，当体系加热温度小于870℃时，可采用纯金或纯银作为导热垫片6；当体系加热温度为870～990℃时，采用纯金作为导热垫片6。
优选地，所述导热垫片6的横截面为圆形，所述导热垫片6的直径为45～55mm(还可以选择47mm、49mm、50mm、52mm或54mm)。
优选地，所述导热垫片6的厚度为1～5mm(还可以选择2mm、3mm或4mm)。
在本发明一些具体的实施方式中，若母材4的材质对磁感线敏感，则设置导磁性高导热的导热垫片6能够实现只导热，不导磁，从而更有利于母材4的均匀升温，而避免其过快升温导致的焊剂5各处温度不均、各处熔化速度不一致的问题。
优选地，所述测温装置2包括激光测温装置、红外测温装置、热成像装置和热电偶测温装置中的一种。
激光测温装置能够准确、快速反应测量物体表面的温度，并可将数据实时传回给感应加热电源，通过调整感应加热电流、频率来控制准确温度。
优选地，如图2所示，所述测量焊剂活性温度和活性时间的装置还包括摄像装置7。
在本发明一些具体的实施方式中，可通过肉眼观察焊剂5的熔化、流铺、去膜过程，也可以通过摄像装置7观察焊剂5的熔化、流铺和去膜过程。当设置摄像装置7时，不仅能够实现远距离的观察，而且所述摄像装置7还具有存储影像、回放影像的功能，能够更加准确的得出焊剂活性温度范围和活性时间范围。
在本发明一些具体的实施方式中，所述测量焊剂活性温度和活性时间的装置还包括计算机系统。所述计算机系统用于控制所述感应加热设备1的加热功率，控制所述测温装置2进行测温操作，控制所述摄像装置7进行摄影，并保存、回放等，以及，记录所述母材和/或所述焊剂的温度，并记录时间。
本发明还提供了一种测量焊剂活性温度的方法，适用于如上所述的测量焊剂活性温度和活性时间的装置，包括以下步骤：
将表面堆置有焊剂5的母材4放置在导体3的顶端，开启感应加热设备1的电源装置11，使感应线圈12内的导体3中感应出电流，产生热量，所述导体3再将热量传导至所述母材4和所述焊剂5；
采用测温装置2检测母材4和/或焊剂5的温度，并记录焊剂5开始起活性的温度以及焊剂5开始失效的温度，所述开始起活性的温度与所述开始失效的温度之间的范围即为所述焊剂活性温度。
本发明提供的测量焊剂活性温度的方法，具有简单、易于操作、测定结果准确等优点，其能够实现对焊剂的活性温度范围的测定，从而有利于提高焊接产品的质量。
具体地，在测定活性温度范围之前，先将各个装置进行连接。将焊剂5堆放在母材4的表面，然后将母材4放置在导体3的顶端，再将导体3置于感应线圈12的空腔中，并确保感应加热设备1的电源装置11与感应线圈12相连接。
连接完成后，开启测温装置2和感应加热设备1。感应加热设备1的电源装置11提供交变电流，该交变电流流过所述感应线圈12，产生通过所述导体3的交变磁场，该磁场使所述导体3产生涡流，这些涡流的能量使导体3达到加热目的。同时，热量通过热传导依次传递至母材4和焊剂5，母材4和焊剂5的温度快速上升。然后能够观察到焊剂5的熔化、流铺和去膜过程。在此期间，通过测温装置2多次检测母材4和/或焊剂5的温度，并记录焊剂5开始起活性的温度以及焊剂5开始失效(失效时，焊剂的最外围金属母材开始氧化变黑)的温度，所述开始起活性的温度与所述开始失效的温度之间的范围即为所述焊剂活性温度。
例如，若焊剂开始起活性的温度为400℃，焊剂开始失效的温度为800℃，则该焊剂的活性温度即为400～800℃。
优选地，在所述将表面堆置有焊剂5的母材4放置在导体3的顶端之后，还包括将导热垫片6放置在所述导体3和所述母材4之间的步骤；
通过在导体3和母材4之间设置导热垫片6，能使母材4实现快速升温；同时，若设置不导磁的导热垫片6，则能实现母材4的匀速升温，避免导体3和母材4升温过快。
优选地，通过摄像装置7记录所述焊剂5的熔化、流铺和去膜过程。
肉眼观察容易发生漏看、漏记或延迟记录等问题，若采用摄像装置7记录所述焊剂5的熔化、流铺和去膜过程，并拍摄各个阶段的温度、时间等参数，并在必要时回放所拍摄的过程，则能够更加准确的得到焊剂的活性温度范围。
本发明还提供了一种测量焊剂活性时间的方法，适用于如上所述的测量焊剂活性温度和活性时间的装置，包括以下步骤：
将表面堆置有焊剂5的母材4放置在导体3的顶端，开启感应加热设备1的电源装置11，使感应线圈12内的导体3中感应出电流，产生热量，所述导体3再将热量传导至所述母材4和所述焊剂5；
采用测温装置2检测母材4和/或焊剂5的温度，待所述母材4和/或焊剂5的温度达到目标温度后，保持其温度不变，并记录该时刻为初始时间；待所述焊剂5开始失效，记录该时刻为失效时间，所述失效时间与所述初始时间之间的时间差，即为所述焊剂活性时间；
优选地，在所述将表面堆置有焊剂5的母材4放置在导体3的顶端之后，还包括将导热垫片6放置在所述导体3和所述母材4之间的步骤。
本发明提供的测量焊剂活性时间的方法，能够实现对焊剂的活性时间范围的测定，这有利于焊剂的使用，从而提高焊接产品的品质。
此外，该方法具有操作简单、升温速度快、测定时间短以及测定结果准确等优点。
具体地，在测定活性温度范围之前，先将各个装置进行连接。将母材4放置在导体3的顶端，然后将导体3置于感应线圈12的空腔中，并确保感应加热设备1的电源装置11与感应线圈12相连接。
连接完成后，开启测温装置2和感应加热设备1。感应加热设备1的电源装置11提供交变电流，该交变电流流过所述感应线圈12，产生通过所述导体3的交变磁场，该磁场使所述导体3产生涡流，这些涡流的能量使导体3达到加热目的。同时，热量通过热传导由导体3传递至母材4。
采用测温装置2随时检测母材4的温度，待所述母材4的温度达到目标温度后，再将设定量的焊剂5置于母材4的顶端，待所述焊剂5的温度也达到目标温度后，保持焊剂5的温度不变，并记录此刻的时间为初始时间；然后继续观察，待所述焊剂5开始失效时，记录此刻的时间为失效时间，所述失效时间与所述初始时间之间的时间差，即为所述焊剂活性时间。
例如，想要测定10g焊剂在600℃下的活性时间，按照上述步骤完成连接后，将10g焊剂置于母材的顶端，待所述焊剂的温度达到600℃后，保持焊剂的温度为600℃不变(通过调整感应加热设备的加热功率控制温度不变)，并记录此刻的时间为初始时间，假设为30s；然后继续观察，一段时间后，所述焊剂开始失效，则记录此刻的时间为失效时间，假设为70s，所述失效时间与所述初始时间之间的时间差，70s-30s＝40s，则该焊剂的活性时间为40s。
此外，本发明提供的测量焊剂活性温度和活性时间的装置还能够实现焊剂和母材的匹配，筛选出更适宜设定母材的焊剂。
所述筛选的方法具体包括：
将母材4置于导体3的顶端，开启感应加热设备1的电源装置11，使感应线圈12内的导体3中感应出电流，产生热量，所述导体3再将热量传导至母材4；
将不同种类的焊剂5分次置于材质相同的各母材上4，使焊剂完成熔化、流铺和去膜过程，期间观察各焊剂5的状态以及焊接后得到的产品的状态，通过比较加热后保护金属原始状态的面积、保护金属原始状态的能力(保护好的可能金属完全不被氧化，有的可能会部分氧化，通过钎剂熔化流铺范围内，金属的颜色可以辨别出来钎剂的能力)，得到适宜母材4的焊剂5。
实施例1
本实施例提供的测量焊剂活性温度的装置(参考图1)包括：高频感应加热设备1(型号为SP-04AC，生产厂家为深圳市双平电源技术有限公司)和红外测温装置2(型号为福禄克fluke 563，生产厂家为福禄克测试仪器上海有限公司)；所述高频感应加热设备1包括相互连接的电源装置11和感应线圈12；所述感应线圈12内设置有石墨导体3；其中，石墨导体3的形状为直径40mm圆柱体，感应线圈12的形状为螺旋环形(各层的环内径相同，均为50mm)；感应线圈12的顶端平面与导体3顶端平面的距离为1cm。
本实施例提供的测量焊剂活性温度的方法，包括以下步骤：
将表面堆置有FB308S焊剂5的碳钢母材4(直径40mm，厚度2mm)放置在石墨导体3的顶端，开启高频感应加热设备1的电源装置11，使感应线圈12内的石墨导体3中感应出电流，产生热量，所述石墨导体3再将热量传导至所述碳钢母材4和所述FB308S焊剂5；
采用测温装置2检测碳钢母材4的温度，记录FB308S焊剂5开始起活性的温度为550℃，FB308S焊剂5开始失效的温度为850℃。因此，开始起活性的温度与开始失效的温度之间的范围550～850℃，即为该FB308S焊剂5的活性温度。
实施例2
本实施例提供的测量焊剂活性温度的装置(参考图2)包括：高频感应加热设备1(型号为SP-04AC，生产厂家为深圳市双平电源技术有限公司)，红外测温装置2(型号为福禄克fluke 563，生产厂家为福禄克测试仪器上海有限公司)和摄像装置7(型号为WP-UT2000/UT2000M，生产厂家为深圳华谷动力科技有限公司)；所述高频感应加热设备1包括相互连接的电源装置11和感应线圈12；所述感应线圈12内设置有石墨导体3；石墨导体3和工具钢母材4之间设置有导热垫片6(直径为50mm，厚度为2mm的纯金)。
其中，石墨导体3的形状为直径为50mm的圆柱体，感应线圈12的形状为螺旋环形(靠近工具钢母材4一端的环径大于远离工具钢母材4一端的环径)；感应线圈12的顶端平面与石墨导体3顶端平面的距离为2cm。
本实施例提供的测量焊剂活性温度的方法，包括以下步骤：
将表面堆置有FB106S焊剂5的工具钢母材4(直径为35mm，厚度为3mm)放置在石墨导体3的顶端，然后将导热垫片6放置在所述石墨导体3和所述工具钢母材4之间，开启高频感应加热设备的电源装置11，使感应线圈12内的石墨导体3中感应出电流，产生热量，所述石墨导体3再将热量传导至所述工具钢母材4和所述FB106S焊剂5；
采用测温装置2检测FB106S焊剂5的温度，并记录FB106S焊剂5开始起活性的温度为600℃，FB106S焊剂5开始失效的温度为950℃，因此，所述开始起活性的温度与所述开始失效的温度之间的范围600～950℃，即为该FB106S焊剂5的活性温度。
在测量的过程中，摄像装置7保持开启状态，记录焊剂的熔化、流铺和去膜过程，并记录测温装置2每次的测温结果。
实施例3
本实施例提供的测量焊剂活性温度的装置(参考图4)包括：高频感应加热设备1(型号为SP-04AC，生产厂家为深圳市双平电源技术有限公司)和红外测温装置2(型号为福禄克fluke 563，生产厂家为福禄克测试仪器上海有限公司)；所述高频感应加热设备1包括相互连接的电源装置11和感应线圈12；所述感应线圈12内设置有石墨导体3；石墨导体3和碳钢母材4之间设置有导热垫片6(采用直径45mm，厚度1mm纯金)。
其中，石墨导体3的形状为圆台和圆柱的组合体(顶部为圆台体，底部为圆柱体)，感应线圈12的形状为螺旋环形(靠近母材4一端的环径大于远离母材4一端的环径)，且感应线圈12的形状顺应石墨导体3的形状(即感应线圈12的形状随着导体3的形状而变化)；感应线圈12的顶端平面与导体3顶端平面的距离为1.5cm。
本实施例提供的测量焊剂活性时间的方法，包括以下步骤：
将表面堆置有FB106S焊剂5的碳钢母材4(直径为40mm，厚度为2mm)放置在石墨导体3的顶端，然后将导热垫片6放置在所述导体3和所述母材4之间，开启高频感应加热设备的电源装置11，使感应线圈12内的石墨导体3中感应出电流，产生热量，所述石墨导体3再将热量传导至所述碳钢母材4和所述FB106S焊剂5；
采用测温装置2检测碳钢母材4的温度，待所述碳钢母材4的温度达到目标温度(目标温度设定为700℃)后，保持其温度不变，并记录该时刻5s为初始时间；待所述FB106S焊剂5开始失效，记录该时刻55s为失效时间，所述失效时间与所述初始时间之间的时间差(55s-5s＝50s)，即50s为所述FB106S焊剂5的活性时间。
此外，本发明对导热垫片的均温性效果进行了检验，即，以碳钢作为母材，以石墨作为导体，以直径为40mm，厚度为2mm的纯金作为导热垫片(横截面为圆形)；采用高频感应加热设备依次对方案一、方案二、方案三和方案四分别在设置导热垫片和不设置导热垫片的情况下对该母材进行加热，然后测得母材圆心的温度和边缘的温度，并记录加热时间。结果如下表1所示。
其中，方案一中，石墨的形状为圆柱体；感应线圈的形状为螺旋环形，且其各层的环内径相同(石墨和感应线圈的形状参考图1)。
方案二中，石墨的形状为圆柱体；感应线圈的形状为螺旋环形，而其各层的环内径不同(石墨和感应线圈的形状参考图2)。
方案三中，石墨的形状为圆台和圆柱的组合体(顶部为圆台体，底部为圆柱体)；感应线圈的形状为螺旋环形，且其各层的环内径相同(石墨和感应线圈的形状参考图3)。
方案四中，石墨的形状为圆台和圆柱的组合体(顶部为圆台体，底部为圆柱体)；感应线圈的形状为螺旋环形，其各层的环内径不同(石墨和感应线圈的形状参考图4)。
表1设置导热垫片和不设置导热垫片时母材圆心与边缘的温度差
从表1能够看出，通过设置导热垫片，能够显著缩小母材的圆心与边缘的温度差。这是由于导热垫片的高导热率，显著提高石墨热量传递到金属母材板的传导速率，热量均匀传递给试件母材，母材中心位置与边缘的温差迅速缩小，使母材能在较短时间内达到温度均匀，明显提高了母材到温效率及温度均匀性。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。
Claims (10)
1.一种测量焊剂活性温度和活性时间的装置，其特征在于，包括感应加热设备和测温装置；
其中，所述感应加热设备包括相互连接的电源装置和感应线圈；
所述感应线圈内设置有导体；
所述感应加热设备用于使所述导体产生热量，所述导体再将热量传导至设置在所述导体顶端的母材和焊剂；
所述测温装置用于检测所述母材和/或所述焊剂的温度。
2.根据权利要求1所述的测量焊剂活性温度和活性时间的装置，其特征在于，所述感应加热设备包括高频感应加热设备。
3.根据权利要求1所述的测量焊剂活性温度和活性时间的装置，其特征在于，所述导体包括石墨和/或金属单质；
优选地，所述金属单质包括金和/或银；
优选地，所述导体的形状为圆柱体，或者，圆台和圆柱的组合体；
优选地，所述感应线圈的形状为螺旋环形；更优选地，所述感应线圈在靠近所述母材一端的环径大于远离所述母材一端的环径；
优选地，所述感应线圈的顶端与所述导体顶端的距离为1～2cm。
4.根据权利要求1所述的测量焊剂活性温度和活性时间的装置，其特征在于，所述导体和所述母材之间还设置有导热垫片，所述导热垫片用于所述导体和所述母材之间的热传导；
优选地，所述导热垫片不具有导磁性。
5.根据权利要求1所述的测量焊剂活性温度和活性时间的装置，其特征在于，所述测温装置包括激光测温装置、红外测温装置、热成像装置和热电偶测温装置中的一种。
6.根据权利要求1所述的测量焊剂活性温度和活性时间的装置，其特征在于，所述测量焊剂活性温度和活性时间的装置还包括摄像装置。
7.一种测量焊剂活性温度的方法，适用于权利要求1～6任一项所述的测量焊剂活性温度和活性时间的装置，其特征在于，包括以下步骤：
将表面堆置有焊剂的母材放置在导体的顶端，开启感应加热设备的电源装置，使感应线圈内的导体中感应出电流，产生热量，所述导体再将热量传导至所述母材和所述焊剂；
采用测温装置检测母材和/或焊剂的温度，并记录焊剂开始起活性的温度以及焊剂开始失效的温度，所述开始起活性的温度与所述开始失效的温度之间的范围即为所述焊剂活性温度。
8.根据权利要求7所述的测量焊剂活性温度的方法，其特征在于，在所述将表面堆置有焊剂的母材放置在导体的顶端之后，还包括将导热垫片放置在所述导体和所述母材之间的步骤。
9.根据权利要求7所述的测量焊剂活性温度的方法，其特征在于，通过摄像装置记录所述焊剂的熔化、流铺和去膜过程。
10.一种测量焊剂活性时间的方法，适用于权利要求1～6任一项所述的测量焊剂活性温度和活性时间的装置，其特征在于，包括以下步骤：
将表面堆置有焊剂的母材放置在导体的顶端，开启感应加热设备的电源装置，使感应线圈内的导体中感应出电流，产生热量，所述导体再将热量传导至所述母材和所述焊剂；
采用测温装置检测母材和/或焊剂的温度，待所述母材和/或焊剂的温度达到目标温度后，保持其温度不变，并记录该时刻为初始时间；待所述焊剂开始失效，记录该时刻为失效时间，所述失效时间与所述初始时间之间的时间差，即为所述焊剂活性时间；
优选地，在所述将表面堆置有焊剂的母材放置在导体的顶端之后，还包括将导热垫片放置在所述导体和所述母材之间的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111541995.9A CN114264687B (zh) | 2021-12-16 | 2021-12-16 | 一种测量焊剂活性温度和活性时间的装置和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111541995.9A CN114264687B (zh) | 2021-12-16 | 2021-12-16 | 一种测量焊剂活性温度和活性时间的装置和方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114264687A true CN114264687A (zh) | 2022-04-01 |
| CN114264687B CN114264687B (zh) | 2024-01-30 |
Family
ID=80827514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111541995.9A Active CN114264687B (zh) | 2021-12-16 | 2021-12-16 | 一种测量焊剂活性温度和活性时间的装置和方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114264687B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5746210A (en) * | 1980-09-05 | 1982-03-16 | Fujitsu Ltd | Manufacture of optical fiber flux |
| JPH1190632A (ja) * | 1997-09-17 | 1999-04-06 | Showa Alum Corp | 金属材の接合方法 |
| CN102513631A (zh) * | 2011-11-18 | 2012-06-27 | 南京理工大学 | 铝-钢螺柱感应加热螺柱钎焊方法 |
| CN105855655A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-08-17 | 华侨大学 | 一种超声波辅助感应加热制备钎焊磨粒工具的装置 |
| CN207114461U (zh) * | 2016-12-29 | 2018-03-16 | 昆山全亚冠环保科技有限公司 | 简易测低温焊料熔点装置 |
| CN111702369A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-09-25 | 烟台市固光焊接材料有限责任公司 | 一种钎焊体 |
| CN214442909U (zh) * | 2020-12-07 | 2021-10-22 | 北京科技大学 | 一种特殊钢凝固组织模拟装置 |
-
2021
- 2021-12-16 CN CN202111541995.9A patent/CN114264687B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5746210A (en) * | 1980-09-05 | 1982-03-16 | Fujitsu Ltd | Manufacture of optical fiber flux |
| JPH1190632A (ja) * | 1997-09-17 | 1999-04-06 | Showa Alum Corp | 金属材の接合方法 |
| CN102513631A (zh) * | 2011-11-18 | 2012-06-27 | 南京理工大学 | 铝-钢螺柱感应加热螺柱钎焊方法 |
| CN105855655A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-08-17 | 华侨大学 | 一种超声波辅助感应加热制备钎焊磨粒工具的装置 |
| CN207114461U (zh) * | 2016-12-29 | 2018-03-16 | 昆山全亚冠环保科技有限公司 | 简易测低温焊料熔点装置 |
| CN111702369A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-09-25 | 烟台市固光焊接材料有限责任公司 | 一种钎焊体 |
| CN214442909U (zh) * | 2020-12-07 | 2021-10-22 | 北京科技大学 | 一种特殊钢凝固组织模拟装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 李载斌: ""怎样选择硬钎焊钎剂"", 《中国电子学会焊接专业青年委员会第一届学术会议论文集》 * |
| 蒋家人: ""熔剂对高频感应堆焊过程的影响"", 《焊接》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114264687B (zh) | 2024-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9905014B2 (en) | Method and system for the examination of a sample by means of thermography | |
| US7044634B2 (en) | Thermography method | |
| TWI535100B (zh) | 用於燃料電池互連件之製造的非破壞性測試方法 | |
| US20080018333A1 (en) | Method and apparatus for measuring change in magnetic induction of a magnetic material with respect to temperature | |
| JPH10142179A (ja) | 対象物内のきずの検出方法及び位置決め装置並びにディスプレイ | |
| BE1020791A3 (fr) | Procede et dispositif de mesure des niveaux de fonte et de laitier dans un haut-fourneau. | |
| WO2015151761A1 (ja) | 相変態の取得装置、取得方法、製造装置 | |
| CN114264687A (zh) | 一种测量焊剂活性温度和活性时间的装置和方法 | |
| US20120119769A1 (en) | Apparatus for thermal testing of a printed circuit board | |
| CN110879235A (zh) | 热导率测定装置、加热装置、热导率测定方法和品质保证方法 | |
| US20210285904A1 (en) | Thermal analyzer | |
| JP2001228105A (ja) | 遮熱コーティングの特性評価装置および同特性評価方法 | |
| JP2001183319A (ja) | 熱分析装置 | |
| US10302379B1 (en) | Apparatus of heat pipe quality detection using infrared thermal imager and method thereof | |
| TWI669502B (zh) | 利用紅外線熱影像檢測熱管品質之裝置與方法 | |
| EP0872725A1 (en) | Method for detecting defect in ceramic body and apparatus therefor | |
| CN218036526U (zh) | 一种焊剂活性温度测试设备 | |
| CN220419178U (zh) | 检测焊剂或焊料流铺过程的装置及检测系统 | |
| JP2007021529A (ja) | 多周波渦流式モールドパウダー溶融厚み計測方法 | |
| JP6175419B2 (ja) | 評価装置 | |
| JP6353646B2 (ja) | 荷電粒子線装置及び当該装置を用いた試料の観察方法 | |
| WO2021168961A1 (zh) | 一种淬火介质热稳定性的测试装置 | |
| CN207318394U (zh) | 一种导热系数测定实验系统 | |
| US4248083A (en) | Containerless high temperature calorimeter apparatus | |
| JP2011059089A (ja) | 加熱計測用熱電対システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |