专利名称：使用真空夹具的炉内钎焊方法
技术领域：
本发明涉及一种真空钎焊方法，尤其是特别涉及一种使用真空夹具的炉内钎焊方 法。
背景技术：
钎焊通常可分为三种1、在空气中，利用热平台加热工件到钎焊料熔化温度以上，在要焊接的工件的接 触面上涂上已熔化的钎焊料，并对合在一起，用权重块或夹具加压；等工件温度冷却后，完 成钎焊过程。这种方法的缺点是工件和焊料的温度不均勻，冷却过程也不均勻，焊接过程中 接合面所受的压力也不均勻，所以焊后连接的质量也不均勻。2、炉内钎焊，是在要焊接的工件的焊接面之间放上钎焊料，用夹具将要焊接的二 个工件固定起来，再放入炉中加热到钎焊料熔点以上，保持一段时间，再冷却下来，完成焊 接过程。这种方法较前一种有所改进，主要改进之处是工件及其接触面的温度均勻。但是 在炉中如不用保护气体，钎焊料在熔点附近易氧化而影响焊接质量。3、真空钎焊，或惰性气体保护条件下的炉内钎焊，是将被焊工件组装成整体放入 真空或惰性气体保护下容器中加热钎焊。这种方法是炉内钎焊方法的延伸，在炉内钎焊的 条件下，将炉中充满惰性气体(如氩)或将炉体抽成真空，可以防止钎焊料在熔化时的氧 化，改善焊接质量。在钎焊中，特别是炉内钎焊或真空钎焊，需用夹具将焊接件组装成整体，但是机械 夹具不可能在要焊接的二个面之间产生均勻的压力(在夹具的力的作用点，压力较其他地 方为大)，因此在焊接时(焊料从液态到固态转变时)，焊接面所受的压力依然不均勻，焊接 质量还是可能产生问题。如上所述，在目前存在的三种钎焊方法中，均没有解决钎焊过程中焊接件的压力 问题，无论是用权重压块或机械夹具加压，由于钎焊中要焊接的母体是不熔化的固体金属， 在用机械方法加压时，着力点只能是一个点或一条线。即使夹具与工件之间有面的接触，但 事实上加压的着力点仍然是点或线接触。这样带来钎焊料从熔化到凝固过程中所受到的压 力，在要焊接工件的整个接触面上是不均勻的，特别是对于平面金属材料之间的焊接，这种 不均勻在钎焊料冷却并完全凝固以后，造成钎焊层的强度也是不均勻的。在钎焊料凝固过 程中，受到的压力小的地方钎焊层的强度低，甚至有未焊上的可能；或由于这种低的焊接强 度，在工件使用时会产生开焊的危险，造成意想不到的损失或危害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用真空夹具的炉内钎焊方法，能够克服现有的炉内 钎焊，包括真空钎焊方法所存在的焊接工件之间压力不均勻的缺点。在钎焊料从熔化态到 凝固的过程中，将焊接工件上压力由机械压力转变成气体压力，使这种压力变得均勻，以得 到强度一致的钎焊连接。
本发明采用的技术方案如下 一种使用真空夹具的炉内钎焊方法，包括固定焊接件、炉内加热和冷却。其特征在 于固定焊接件采用的方法，是将焊接件置入夹具中，紧固夹具在夹具内形成密闭空间，将 密封空间抽成真空状态，夹具在外部气压作用下对焊接件加压。本发明应用夹具外部气压对焊接件的接触面均勻施压，从而使得钎焊料从熔化状 态变成固态时要焊接的工件之间保持均勻的压力，最后得到各处均勻的焊接层强度。所述的夹具的包括底座、上盖板和弹性薄板，上盖板上开设孔洞，弹性薄板在底座 和上盖板之间，底座和上盖板上带有密封槽，密封槽内有密封环。底座、弹性薄板和上盖板 由螺栓紧固，夹具紧固后，焊接件分别与底座和弹性薄板相接触。同时，当密封环受压时，在 夹具内形成密封空间。所述的密封环由弹性密封材料制成，如硅橡胶。所述的底座上还可以包括框架，即在底座和弹性薄板间还可根据焊接件高度设置 框架，以适应不同厚度的焊接件，并使夹具紧固后保持焊接件分别与底座和弹性薄板相接 触，同时密封环受压。通过设置弹性薄板，由弹性薄板向焊接工件加压，可以使焊接工件之间压力在焊 接面上变得均勻。所述的弹性薄板可以采用不锈钢薄片，厚度0. 2 0. 4毫米。将焊接工件间放置钎焊料后，放入夹具的底座和弹性薄板间，由螺栓紧固后，由于 密封环受压，在夹具内形成密闭空间，抽真空后，夹具在外部气压的作用下，通过弹性薄板 向与焊接件接触的表面均勻施压，将包含焊接工件的夹具置于炉内即可完成焊接。本发明的炉内钎焊方法，其焊接件组装、炉内加热和冷却过程与通常的炉内钎焊 方法相同，在二个工件的连接面之间放置钎焊料，用夹具将要焊接的工件固定并加压，再放 入炉中加热到钎焊料熔点以上，保持一段时间，冷却后完成焊接过程。易于理解，本发明方法采用普通的加热炉，但焊接过程却是在真空保护下进行，具 有真空钎焊的优点，但不需使用真空钎焊炉，可有效降低真空钎焊方法的成本。本发明的使用真空夹具的炉内钎焊方法，通过外部气压向焊接件的接触面均勻施 压，通过炉内钎焊方法得到的焊接层强度均勻，特别是对于大面积的金属平板间的焊接，能 有效提高焊接质量；而且在普通炉内实现真空钎焊，避免了钎焊料在高温熔化状态下的氧 化，显著改善焊接质量。下面结合附图对本发明的具体实施方式
进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施方式
为限，而是由权利要求加以限定。
图1本发明方法原理示意图；图2真空夹具结构示意图；图3图2中I的局部放大图；图4本发明的炉内钎焊方法的焊接效果图；图5其它焊接方法的焊接效果图；图6焊接强度测试图。
具体实施例方式—种使用真空夹具的炉内钎焊方法，将焊接工件1和2的焊接面之间放置钎焊料3 后，置入夹具5内紧固组装焊接工件，将夹具5内的密闭空间4抽真空后，将夹具放入炉内 加热到钎焊料熔点以上，保持一段时间，冷却后完成焊接过程，其工作原理如图1所示。由 于夹具5中的弹性薄板10，在外部一个大气压的作用下，弹性薄板10将按照待焊工件的形 状，将大气压力均勻地加在待焊工件上，以得到均勻的钎焊焊缝。冷却后，焊缝强度也会均 勻。如图2和3所示，夹具5包括底座6、上盖板7和弹性薄板10，以及底座6和弹性 薄板10、上盖板7间的框架12。底座6为平板，上盖板7中间有矩形孔洞，底座6与上盖板 7相互平行。底座6和上盖板7上均带有密封槽8，密封槽8内有密封环9。框架12为一围 绕焊接工件的矩形框，由工字钢架制作。框架12在图1中没有标出，可以视为底座的一部 分。将焊接件1、2放入夹具内底座6上，在上盖板7与工件之间有0. 3毫米不锈钢薄 片弹性薄板10。底座6、弹性薄板10和上盖板7将由螺栓(图中未表示)紧固。由于上盖 板中间存在长方形孔，夹具5紧固后，焊接件1、2分别与底座6和弹性薄板10相接触。这 样，将夹具5内抽真空后，在夹具5内形成密封空间，焊接件处在均勻受压状态。夹具5在外部气压的作用下，向焊接件的接触面均勻施压，将包含焊接工件1、2的 夹具5置于炉中加热到钎焊料熔点以上，保持一段时间，冷却后完成焊接过程。实施例1将大面积的金属钼平板(1400*190*12)与基材金属板按具体实施方式
中所描述 的方法进行炉内钎焊。在钎焊时，装上真空夹具后，抽真空到10—1托送入炉内，在焊接过程 中，如真空度下降，再抽真空(保持1CT1托真空)。钎焊温度180°C，保温二小时，随炉冷却， 完成焊接。如图4、图5所示，本发明的炉内钎焊方法与其它焊接方法比较，本发明方法的钎 焊层结构均勻，焊缝质量高，一致性好。而且焊接强度大，在如图6所示的竖直的条件下(其 中钼板的一面没有固定完全，依靠焊接层强度)完全支撑重量32. 6KG ；并且在温度接近钎 焊料熔点温度60%的条件下连续使用一个月，没有质量问题。
权利要求
一种使用真空夹具的炉内钎焊方法，包括固定焊接件、炉内加热和冷却，其特征在于固定焊接件采用的方法，是将焊接件置入夹具中，紧固夹具在夹具内形成密闭空间，将密封空间抽成真空状态，夹具在外部气压作用下对焊接件加压。
2.根据权利要求1所述的炉内钎焊方法，其特征在于所述的夹具的包括底座、上盖板 和弹性薄板，上盖板上开设孔洞，弹性薄板在底座和上盖板之间，底座、弹性薄板和上盖板 由螺栓紧固；底座和上盖板上带有密封槽，密封槽内有密封环。
3.根据权利要求2所述的炉内钎焊方法，其特征在于所述的夹具紧固后焊接件分别 与底座和弹性薄板相接触，密封环受压。
4.根据权利要求2所述的炉内钎焊方法，其特征在于所述的弹性薄板为不锈钢薄片。
5.根据权利要求4所述的炉内钎焊方法，其特征在于所述的不锈钢薄片厚度0.2 0.4毫米。
6.根据权利要求2所述的炉内钎焊方法，其特征在于所述的密封环由硅橡胶制成。
7.根据权利要求2所述的炉内钎焊方法，其特征在于所述的底座和上盖板间设置框^K O
8.根据权利要求2所述的炉内钎焊方法，其特征在于所述的底座为平板，上盖板中间 有矩形孔，且底座与上盖板平行。
全文摘要
本发明公开了一种使用真空夹具的炉内钎焊方法，包括固定焊接件、炉内加热和冷却，其特征在于固定焊接件采用的方法，是将焊接件置入夹具中，紧固夹具并在夹具内形成密闭空间，将密封空间抽成真空状态，夹具在外部气压作用下对焊接件加压。本发明的炉内钎焊方法，通过外部气压向焊接件的接触面均匀施压，采用炉内钎焊方法得到的焊接层强度均匀，特别是对于大面积的金属平板间的焊接，能有效提高焊接质量；而且在普通炉内实现真空钎焊，避免了钎焊料在高温熔化状态下的氧化，显著改善焊接质量。
文档编号B23K1/008GK101875142SQ20101012220
公开日2010年11月3日 申请日期2010年3月11日 优先权日2010年3月11日
发明者范嘉苏 申请人:常州苏晶电子材料有限公司