[发明专利]一种超声-电场辅助钎焊装置及焊接方法

权利要求书

1.一种超声-电场辅助钎焊装置，包括密封的工作腔体和功率超声装置，其特征在于工作腔体内设有工作台，工作台内设有电阻加热装置，工作台上设有温度传感器，加热装置和温度传感器分别经导线与工作腔体外的温控装置相连接，工作台上设有电场装置，电场装置的下极板由陶瓷垫片夹持设置在工作台面上，上极板由陶瓷柱支撑在工作台面的正上方，下极板和上极板分别经导线与工作腔体外的高压直流电源相连接，功率超声装置由固定支架固定于钎焊工作台的正上方；功率超声装置的变幅杆经法兰与超声传递杆相连接，超声传递杆插入工作腔体并与设置在陶瓷垫片上的工件相接触。

2. 根据权利要求1所述的一种超声-电场辅助钎焊装置，其特征在于加热装置和温度传感器导线分别经密封的陶瓷绝缘套穿过工作腔体与温控装置相连接。

3. 根据权利要求1所述的一种超声-电场辅助钎焊装置，其特征在于超声传递杆位于上极板的正后方，并经腔体上壁穿过腔体后直接作用于工件的上表面。

4. 根据权利要求1所述的超声-电场辅助钎焊装置，其特征在于，所述超声换能器为压电陶瓷换能器。

5. 根据权利要求1所述的一种超声-电场辅助钎焊装置，其特征在于下极板经陶瓷垫片设置在工作台上，陶瓷垫片的厚度为2mm,上极板与下极板的间距为78mm。

6. 根据权利要求1所述的一种超声-电场辅助钎焊装置，其特征在于电场装置位于超声变幅杆的正前方10mm左右处，电场装置所用高压电源的输出电压为0-20kV，并可提供0-2.5kV/cm的电场强度。

7.根据权利要求1所述的一种超声-电场辅助钎焊装置，其特征在于加热装置为电阻加热，加热电源为交流220V的焊机，并可提供25-600℃的温度区间。

8.根据权利要求1所述的超声-电场辅助钎焊装置，其特征在于，所述超声换能器为压电陶瓷换能器。

9.一种超声-电场辅助钎焊方法，其特征在于步骤如下：

步骤一、将工件固定于钎焊工作台上的陶瓷垫片上，并与超声传递杆的下表面相接触；

步骤二、密封工作腔体，首先对腔体进行抽真空，等真空度达到5.0×10^-3Pa左右后，通过温度控制装置使电阻加热装置加热，使工作台面温度达到350-600℃，保温0-20min；

步骤三、先打开电场装置，电场强度设为0.5-2.5kV/cm，电场作用时间为0-90s，电场作用完毕后再打开功率超声装置，其工作频率为20kHz，超声功率为0.6-2kW之间，超声作用时间0-180s，此过程结束后，关闭加热，使工件随炉冷却，等炉腔温度降至200℃左右时，关真空；

步骤四、钎焊完成后，首先将高压电源内部电荷进行释放，以确保安全，等工件温度降到室温时，取出工件，关闭炉腔，并保持炉腔内有一定的真空度，完成试验。