壓焊方法及設(shè)備第十三章變形焊

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1、第１３章　變　形　焊１３.１　變形焊概述１３.２　變形焊工藝１３.２.１　工藝特點(diǎn)１３.２.２　冷壓焊工藝１３.２.３　熱壓焊工藝１３.２.４　超高真空變形焊工藝１３.３　典型材料及構(gòu)件的焊接１３.４　變形焊設(shè)備１３.１　變形焊概述１.變形焊分類２.變形焊的特點(diǎn)３.變形焊接頭形式４.變形焊機(jī)理及接頭組織形態(tài)２.變形焊的特點(diǎn)１)焊接時(shí)不需要添加焊絲、焊劑等焊接材料。２)由于焊接溫度一般低于３５０℃，不需要高溫加熱裝置，焊接設(shè)備的制造成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；特別是冷壓焊可以節(jié)約大量電能，并節(jié)省由于焊接加熱需要的輔助時(shí)間。３)不使用焊劑，接頭

2、不需要焊后清洗，不存在接頭使用中因釬劑引起的腐蝕問(wèn)題。４)焊接參數(shù)由模具尺寸決定，不需要像電弧焊接那樣調(diào)節(jié)電流、電壓、焊接速度等多個(gè)參數(shù)，易于操作和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接。５)接頭溫升不高而不出現(xiàn)熔化狀態(tài)，不產(chǎn)生類似電弧焊接頭的軟化區(qū)、熱影響區(qū)，也不生成脆性金屬間化合物；特別是冷壓焊時(shí)焊接過(guò)程中不產(chǎn)生熱量，材料結(jié)晶狀態(tài)保持不變。６)凡具有一定塑性的金屬(Ａl、Ag、Cu、Cd、Fe、Pb、Sn、Ti、Zn等)及其合金都可以進(jìn)行焊接，特別適合于異種金屬(包括有限互溶，液相、固相不相容的非共格金屬間的組合)和對(duì)升溫很敏感材料的焊接。圖１３-１

3、　搭接變形焊接頭形式示意圖a)帶軸肩式b)帶預(yù)壓套環(huán)式１、２—焊件?。场獕侯^?。础A(yù)壓套環(huán)?。怠宇^　、—工件厚度　—預(yù)壓力　—焊接壓力圖１３-２　對(duì)接變形焊接頭形式示意圖a)頂鍛前b)頂鍛后(飛邊切掉)１、２—焊件?。场Q口　４—活動(dòng)夾具?。怠潭▕A具圖１３-３　熱壓焊接頭形式及焊點(diǎn)形狀a)楔形壓頭(扁平焊點(diǎn))b)空心壓頭(金絲球焊點(diǎn))c)帶槽形的壓頭d)帶凸緣的壓頭１３.２.１　工藝特點(diǎn)１)變形焊接工藝的最大特點(diǎn)是焊接時(shí)產(chǎn)生變形，變形量是實(shí)現(xiàn)兩界面鍵合的重要條件。２)焊接所需的最小變形量根據(jù)外界條件不同而異，如在大氣和

4、室溫下的變形焊，其最小變形量均在６０%以上。３)利用純氬氣氛保護(hù)，并在室溫焊接條件下進(jìn)行焊接時(shí)，所需的最小變形量可在２０%以下。４)表面粗糙度對(duì)變形量有影響，在真空精密焊接條件下，待焊界面的粗糙度越小，所需的最小變形量也越小。５)焊接溫度對(duì)變形量也有影響，和擴(kuò)散連接一樣，提高焊接溫度可以減小變形量，從而減小焊接壓力和變形。６)超高真空變形焊可以消除氧化膜的影響，使各種金屬的焊接性差異很小，其變形量只有大氣中變形焊的６%，屬精密焊接，壓痕最小，耗能也少。１３.２.２　冷壓焊工藝１.材料的焊接性２.表面狀態(tài)３.塑性變形量４.焊接壓力５

5、.壓輪直徑２.表面狀態(tài)(１)表面粗糙度　一般來(lái)說(shuō)，冷壓焊對(duì)待焊表面粗糙度沒(méi)有很高的要求，經(jīng)過(guò)軋制、剪切或車削的表面都可以進(jìn)行冷壓焊。(２)待焊表面的清潔度　待焊表面的油脂、污染物、水膜及其他有機(jī)雜質(zhì)是影響冷壓焊質(zhì)量的主要因素之一。圖13-4單位焊接壓力與壓輪直徑的關(guān)系1305.tif１３.２.３　熱壓焊工藝(１)臥式搭接熱壓焊　其焊接溫度、焊接壓力和焊接時(shí)間三者互相影響，加熱溫度較高時(shí)，壓力可減小，加壓時(shí)間也可以相應(yīng)的縮短；壓力還與搭接面積有關(guān)，當(dāng)搭接面積增大時(shí)，相應(yīng)的焊接壓力增大；采用的引線材料不同，壓力也不同，當(dāng)用鋁絲做引線時(shí)

6、，所施加的焊接壓力比金絲引線要小。(２)金絲球式熱壓焊　金絲球熱壓焊主要應(yīng)用于硅半導(dǎo)體芯片引線的連接，例如，當(dāng)硅半導(dǎo)體芯片表面蒸鍍1350nm的鋁金屬層時(shí)，采用直徑為25.4μｍ的金絲引線，壓頭材料為玻璃管，焊接參數(shù)見表１３-５。１３.２.４　超高真空變形焊工藝(１)清理方法　在真空條件下進(jìn)行變形焊時(shí)，可以先采用機(jī)械清理方法，在充高純度Ａｒ氣的真空室內(nèi)進(jìn)行。(２)真空度的確定　清理過(guò)的被焊界面經(jīng)過(guò)一段時(shí)間仍然會(huì)在界面上吸附一層氣體，這層氣體仍然是金屬鍵合的障礙。(３)變形量的確定　超高真空冷壓焊所需的變形量比較小。圖13-6超高真

7、空變形焊接示意圖１３.３　典型材料及構(gòu)件的焊接１.典型結(jié)構(gòu)的冷壓焊2.金絲球熱壓焊圖13-7冷壓焊的應(yīng)用實(shí)例ａ)鋁箔多點(diǎn)點(diǎn)焊b)鋁板雙面鑲焊銅板c)滾焊制管d)矩形容器滾壓焊e)筒體與法蘭單面滾壓焊f)容器封頭擠壓焊g)蝶形封頭雙面套壓焊h)單面套壓焊圖１３-8金絲球壓焊過(guò)程示意圖圖13-9搭接點(diǎn)焊壓頭形式及焊點(diǎn)形狀ａ)壓頭b)焊點(diǎn)圖13-１0尖形復(fù)合鉗口的形狀１—刃口?。病w邊溢流槽３—護(hù)刃環(huán)　４—內(nèi)腔α—刃口倒角(α≤３０°)