[發(fā)明專利]基于共晶反應的聲致瞬間液相擴散焊焊接方法

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• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106735833A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 王謙;朱琳;付陽;張兆芃;梁悅;唐新宇;胡婭
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: B23K20/02
• 分類號: B23K20/02;B23K20/24;B23K20/10
• 代理公司: 天津創(chuàng)智天誠知識產權代理事務所(普通合伙)12214
• 代理人: 王秀奎

1.一種基于共晶反應的聲致瞬間液相擴散焊焊接方法，其特征在于，按照下述步驟進行：

步驟1，對中間層和2個待焊的母材表面進行清潔，裝夾所述中間層和母材，以使2個所述母材分別位于所述中間層的上、下表面，形成“母材/中間層/母材”的結構，其中，所述母材為金屬材料或非金屬材料，所述中間層為能夠與該母材發(fā)生共晶反應的材料；

步驟2，在大氣環(huán)境下，對步驟1中所述結構進行加熱，當溫度升至預定溫度時，超聲波換能器對所述結構進行超聲波作用并沿垂直于待焊面的方向施加壓力，其中，所述預定溫度低于所述中間層的熔點并能使所述母材與中間層發(fā)生共晶反應；

步驟3，待所述母材與中間層發(fā)生共晶反應并生成液相后，停止加熱，超聲波換能器繼續(xù)對所述結構進行超聲波作用并施加壓力，待所述結構冷卻至室溫后，停止超聲波作用和施加壓力，完成焊接。

2.根據權利要求1所述的聲致瞬間液相擴散焊焊接方法，其特征在于，步驟1中，所述中間層的厚度為0.01～1mm。

3.根據權利要求1所述的聲致瞬間液相擴散焊焊接方法，其特征在于，在所述步驟1中，2個所述母材為相同材質或不同材質。

4.根據權利要求1所述的聲致瞬間液相擴散焊焊接方法，其特征在于，在所述步驟1中，所述母材為純鋁、鋁合金、可伐合金、鐵基合金、金屬基復合材料、鈷基合金、鎳基合金、鈦合金、不銹鋼或陶瓷。

5.根據權利要求1所述的聲致瞬間液相擴散焊焊接方法，其特征在于，在所述步驟1中，清潔所述母材的方法為：去除所述母材表面的油雜物和氧化膜，進行拋光，用丙酮或酒精擦洗所述母材表面后烘干；清潔所述中間層的方法為：用丙酮或酒精對所述中間層進行超聲波清洗，烘干。

6.根據權利要求1所述的聲致瞬間液相擴散焊焊接方法，其特征在于，在所述步驟2中，所述壓力的壓強為0.1～5.0MPa，優(yōu)選0.15～2MPa；超聲波的振動頻率為20～100kHz，優(yōu)選70～100kHz。

7.根據權利要求1所述的聲致瞬間液相擴散焊焊接方法，其特征在于，在所述步驟2中，超聲波換能器的輸出振幅為1～20μm，優(yōu)選15～20μm；超聲波發(fā)生器的輸出功率為0.1～5kW。

8.根據權利要求1所述的聲致瞬間液相擴散焊焊接方法，其特征在于，在所述步驟2中，通過外加熱源對步驟1中所述結構進行加熱，所述外加熱源為電弧、激光、電子束、熱傳導或熱輻射。

9.根據權利要求1所述的聲致瞬間液相擴散焊焊接方法，其特征在于，在所述步驟2中，所述預定溫度高于共晶溫度5～80℃；在所述步驟3中，所述共晶反應包括二元共晶反應和三元共晶反應。

10.如權利要求1～9中任意一項所述聲致瞬間液相擴散焊焊接方法在瞬間液相擴散焊中減少焊接時間的應用，焊接時間小于120分鐘。