[發明專利]一種旋轉預熱摩擦微焊接方法

有效

• 申請號: 201710763510.8
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107498127B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 趙智力;宋來瑞;劉鑫;王鵬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: B23K1/00
• 分類號: B23K1/00;B23K1/20;B23K20/12
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

1.一種旋轉預熱摩擦微焊接方法，其特征在于，應用于微連接技術領域，包括以下步驟：

步驟1、采用細徑劈刀夾持鉆頭，劈刀向下軸向運動同時轉動，鉆入凹槽或通孔中的釬料中或焊盤上的釬料中預定深度L₁后，提起劈刀及鉆頭，在凹槽或通孔中的釬料中或焊盤上的釬料中形成預定深度為L₁的定位孔；

步驟2、采用細徑劈刀夾持待焊件，在待焊件的待焊端涂覆釬劑，或在釬料定位孔中滴涂釬劑；

所述的待焊件為柱形連接件、插針或引線；

步驟3、使劈刀帶動待焊件以V₁轉速、V₀軸向進給速度緩慢鉆入步驟1形成的釬料定位孔中；鉆入深度達到L₁后，停止劈刀的軸向進給、且轉速由V₁升高至V₂，保持該狀態S秒，完成第一階段的旋轉摩擦預熱過程；

步驟4、劈刀的轉速由V₂降回至V₁、同時恢復V₀的軸向進給速度，待焊件緩慢鉆入釬料中至深度L₂，完成第一階段的旋轉摩擦進給過程；

所述的深度L₂為[L₁+(最終連接深度H-L₁)/2]；

步驟5、停止劈刀的軸向進給、且轉速由V₁升高至V₂，保持該狀態S秒，完成第二階段旋轉摩擦預熱過程；

步驟6、劈刀的轉動速度由V₂降回至V₁、同時恢復V₀的軸向進給速度，待焊件的鉆入深度達到預定的最終連接深度H，完成第二階段的旋轉摩擦進給過程；

所述的最終連接深度H為凹槽或通孔中的釬料或焊盤上的釬料厚度或高度L₀的2/3～9/10；

步驟7、停止劈刀的軸向進給、且轉速由V₁升高至V₂，保持該狀態S秒，完成旋轉摩擦微焊接的緩冷過程；

步驟8、停止劈刀的轉動，待連接界面冷卻后，打開劈刀的絲夾提起劈刀，使待焊件留在凹槽或通孔中的釬料中或焊盤上的釬料中，完成旋轉預熱摩擦微焊接過程。

2.根據權利要求1所述的一種旋轉預熱摩擦微焊接方法，其特征在于，步驟2中待焊件為柱形連接件，所述柱形連接件為釬料材質的柱形連接件；

所述釬料材質的柱形連接件所用的釬料的硬度和強度高于凹槽或通孔中或金屬焊盤上的所用釬料的硬度和強度；

當采用細徑劈刀夾持釬料材質的柱形連接件進行焊接時，步驟1所述的預定深度L₁為所述最終連接深度H的1/2～2/3。

3.根據權利要求1所述的一種旋轉預熱摩擦微焊接方法，其特征在于，步驟2中待焊件為金屬或合金材質的柱形連接件、插針或引線，所述金屬或合金材質的柱形連接件、插針或引線中的金屬原子能夠與凹槽或通孔中的或焊盤上的釬料原子相互擴散形成界面連接層；

當采用細徑劈刀夾持金屬或合金材質的柱形連接件、插針或引線進行焊接時，步驟1所述的預定深度L₁為凹槽或通孔中的釬料或焊盤上的釬料厚度或高度L₀的1/5。

4.根據權利要求3所述的一種旋轉預熱摩擦微焊接方法，其特征在于，所述的能夠與凹槽或通孔中的或焊盤上的釬料原子相互擴散形成界面連接層的金屬或合金材質的柱形連接件、插針或引線中的金屬或合金包括金、銀、黃銅、錫青銅、銅鎳合金、鐵鎳鈷合金、鐵鎳合金。

5.根據權利要求1、3或4所述的一種旋轉預熱摩擦微焊接方法，其特征在于，當采用細徑劈刀夾持插針或引線鉆入通孔中的釬料進行焊接時，插針或引線的直徑小于等于通孔直徑的1/5。

6.根據權利要求1至4之一所述的一種旋轉預熱摩擦微焊接方法，其特征在于，采用細徑劈刀夾持待焊件鉆入凹槽中的釬料或焊盤上的釬料中進行焊接時，待焊件直徑小于等于焊盤直徑或凹槽寬度的1/4。