[实用新型]一种多场辅助的钎焊装置

说明书

技术领域

本实用新型属于钎焊技术领域，涉及一种多场辅助的钎焊装置，具体涉及一种适用于钎料在多场辅助作用下的多场耦合钎焊连接工艺研究及应用的多场辅助的钎焊装置。

背景技术

钎焊作为电子信息产品组装和封装的关键技术，在计算机、通讯、家用电器、航空航天、军事等领域广泛应用。随着现代工业的快速发展，大量工程所需的异种材料诸如陶瓷及复合材料等新型材料的连接已难以借助于常规焊接方法得以实现，钎焊作为连接异种材料的常用方法存在其独特的优越性，这也为钎焊开辟了更为广阔的应用领域。

经过对国内外相关文献检索表明，钎焊质量的好坏取决于钎料在母材表面的润湿、铺展以及填缝。通常会从钎料自身的性能和钎焊的工艺性能来提高钎料的润湿、铺展以及填缝等性能，从而达到提高钎焊接头质量的目的。外加能场辅助焊接为目前改善钎焊工艺性能提供了一个新的研究方向。超声波作用于液态钎料时，会产生声空化作用和声涡流作用，进而破碎固体和液态钎料表面的氧化膜，使固液界面张力降低，增加钎料的毛细填缝能力，有利于液态金属在固体表面的铺展润湿，并加快界面物质的传输速率，同时超声波作用于熔体时还可以细化晶粒、提高钎焊接头的剪切强度。大气或保护气氛下铜合金、铝合金、不锈钢、金属基复合材料等同、异种材料的无钎剂连接已可借助于超声辅助钎焊技术实现。因此，超声振动为开发提高钎料润湿新方法及钎焊新工艺提供了新思路。伴随着电致迁移、电致塑性等现象的发现，电场在改善金属的组织、性能等方面的作用已受到人们的关注。材料内部晶格缺陷如：空位或位错的电子状态受电场影响，施加电场后，材料表面的电荷分布发生变化。表面电荷和带电缺陷尤其是空位产生交互作用，空位发生运动，在一定程度上，空位运动所导致的溶质和杂质在晶界处的富集，弱化了晶界，促进了物质迁移。磁场可产生电磁搅拌，通过电磁搅拌作用，改变熔池液态金属结晶过程中的传质和传热过程，进而改变晶粒的结晶方向，细化晶粒，减小偏析，提高接头性能。因此，在钎焊过程中若辅助超声振动、电场和磁场可往不同程度地提高钎料的润湿性，并且很好地提高了接头的性能，以期从改善钎焊工艺性方面为提高钎焊可靠性开辟新途径，具有经济效益和社会效益。

目前现有技术中，都是通过运用外加超声波或电场或磁场的方法来改善钎焊工艺性能，不管是单一的施加超声波还是单一施加静电场或是单一施加磁场，都能提高钎料的润湿性，但不能很好的提高钎料的润湿性，同时也不能显著提高钎焊接头的性能。具体体现在以下缺陷：

1、单一运用超声波辅助钎焊存在均温性差、超声波施加方式功率损失大的不足；

2、单一运用静电场辅助钎焊存在静电场电源品种单一，不能开展电场种类、极性等对钎焊过程中钎料润湿性的影响以及单一电场作用不明显的不足；

3、单一运用磁场辅助钎焊存在磁力搅拌作用不明显的不足；

4、另外，超声波和电场、超声波和磁场或电场和磁场的两种外场辅助钎焊，均存在钎焊装置二次开发性差的弊端，进而外能辅助钎焊设备存在外能施加方式单一或是不完善、施加方式存在功率损失大、而且改善钎料润湿性和提高钎焊接头质量不明显、不能综合评估外场对钎焊性能的提高等现有技术的不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术的不足，提供一种多场辅助的钎焊装置，使钎焊过程在多场辅助作用下进行，施加方式完善，功率损失小，均温性好，能更好地提高钎料的润湿性，显著提高钎焊接头质量，以期为改善钎焊工艺性能、提高钎焊可靠性开辟新途径，应用前景广泛。

为了实现上述目的,本实用新型所采用的技术方案是：一种多场辅助的钎焊装置，包括磁场系统、加热系统、电场系统和超声系统，所述磁场系统用于对钎焊试样施加磁场，磁场系统包括磁场支架、通过导线与磁场支架连接的磁场电源和固接于磁场支架下方的线圈，所述磁场电源给线圈输出交流电，所述线圈产生磁场对焊接过程作用，所述线圈通过磁场支架悬挂在钎焊炉周围；

所述加热系统包括具有长方形内腔的钎焊炉和控制钎焊炉的温度控制模块，钎焊炉内设有加热结构和热电偶，所述加热结构和热电偶分别经导线与外部的温度控制模块相连接，所述钎焊炉内的底部设有实验平台；

所述电场系统包括高压电源、上电极板和下电极板，所述上电极板经绝缘陶瓷支柱支撑在钎焊炉内的实验平台上，所述下电极板的上下分别通过绝缘平台和绝缘陶瓷垫片与实验平台绝缘，所述绝缘平台的台面为放置钎焊试样的平面，钎焊试样通过夹具固定于绝缘平台上，所述上电极板和下电极板分别经电极引线与外部的高压电源相连接；