[发明专利]一种激光焊接磁性材料的方法

说明书

本发明涉及激光焊接技术领域，具体涉及一种激光焊接磁性材料的方法。在盆架的待焊接部位涂覆一层软钎料，并利用激光照射融化，形成预上软钎料层；在边磁铁和中心磁铁顶部放置钎料片；将盆架以预上软钎料层朝下的方式倒置于钎料片上，并在盆架顶部施加压力，使预上软钎料层与钎料片紧密接触；采用激光照射盆架顶部至钎料片完全融化；焊接部位冷却后，取消施加在盆架顶部的压力，焊接完成。本发明焊接强度更高；焊接完成后对材料表面不产生破坏无痕迹；避免了高激光峰值能量造成磁性材料碎裂的可能。

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，具体涉及一种激光焊接磁性材料的方法。

背景技术

现代消费类电子产品如手机、PDA、便携电脑、耳机内通常都安装有能发声的微型扬声器装置。附图1和附图2就是常规的微型扬声器的内部示意图(不含振膜)，它一般由边磁体1、中心磁体2、盆架3组成，盆架3上靠近边磁体1的位置通常加工有溢胶槽4。边磁体1和中心磁体2在微型扬声器领域通常使用铷铁硼(NdFeB)磁性材料，为防止氧化表面镀锌进行保护。铷铁硼磁性材料实际是一种合金粉末与胶压制烧结而成类似陶瓷的物质，它并不是真正的金属、没有金属那样的热熔性和延展性，不能使用熔化-焊接的方式与其它金属或与自身连接，一般来说只能使用胶水进行粘接。盆架3一般使不锈钢带经过加工形成，自身具有抗氧化性表面一般不再进行其它处理。边磁体1和中心磁体2与盆架3需要按照一定要求进行永久固定。作为便携设备的一部分使用中滑落、碰撞时微型扬声器中磁体与盆架常发生分离造成扬声器失效。为尽可能减小这种现象就要求边磁体与盆架之间可承受的剪切力尽可能的大，通常剪切力大于0.3N/mM2。磁体与不锈钢的固定方法常规有如下几种：

常规方法1：连接两种材料使用热压法(附图3)。在边磁体1和盆架3之间加入热固化胶水5；在边磁体1上放置一个保持温度稳定的压块6，将压块6使用一定的力量压在边磁体1和盆架3上一段时间通过热传导加热胶水5。胶水5受热后逐渐凝固将两个接触面的零件紧密连接在一起。该方法的优点是简单可靠、无需其它昂贵的焊接设备。但其存在的缺陷也很明显使用高分子材料的胶水粘接后两者的剪切力限制，同时随着使用时间的延长胶水有老化变脆的趋势进一步降低剪切力；胶水在热固化过程中会释放有机气体对环境造成影响。该方法是业界常规的微型扬声器磁体固定方法。

常规方法2：激光熔接焊法。将边磁体1和盆架3紧密接触后从盆架3的背面使用高脉冲能量的激光进行直接焊接，盆架3和边磁体1焊点处吸收激光能量后融化形成一个类似高硬度的合金熔池，通过增加激光焊接点的数量提高两者之间的剪切力。这种方法对于焊接两种金属材料非常适合，能达到极高的剪切力和拉力。但实际情况是熔池在永磁材料一侧会围绕熔池形成致密的裂纹降低焊接强度。清华大学学报(自然科学版)2008年第48卷第11期对于SPCC钢与NdFeB磁性材料的激光焊接进行详细测试，证明该方法不适用于磁性材料。

常规方法3：软钎焊焊接法。将边磁体1和盆架3之间填充锡膏后使用传统的回流焊方法进行加热焊接。由于扬声器中的边磁体1和中心磁体2都是表面镀锌，镀层与钎料可以发生浸润；钎料与不锈钢也可以发生浸润因此最终形成合金材料将两者紧密焊接在一起。与传统方法1和2相比剪切力有极大增加，但该方法存在致命不足永磁材料的居里点通常为100-300摄氏度左右，而软钎料焊接温度基本都超过200摄氏度、回流焊接过程至少需要几十秒的时间。在这个缓慢的焊接过程中磁性材料内部的磁偶极矩排列发生混乱，表现为材料的磁极化强度逐渐降低最终为零失去了材料本应有的功能。