步骤二、密封工作腔体，首先对腔体进行抽真空，等真空度达到5.0X10_3Pa左右后，通过温度控制装置使电阻加热装置加热，使工作台面温度达到350-600°C，保温0-20min后；步骤三、先打开电场装置，电场强度设为0.5-2.5kV/cm,电场作用时间为0_90s，电场作用完毕后再打开功率超声装置，其工作频率为20kHz，超声功率为0.6-2kW之间，超声作用时间0-180s，此过程结束后，关闭加热，使工件随炉冷却，等炉腔温度降至200°C左右时，关真空；
步骤四、钎焊完成后，首先将高压电源内部电荷进行释放，以确保安全，等工件温度降到室温时，取出工件，关闭炉腔，并保持炉腔内有一定的真空度，完成试验。
[0020]实施例:
如附图1所示，本发明的超声-电场辅助钎焊装置包括:工作腔体1、钎焊工作台2、加热装置3、温控装置4、电场装置5和功率超声装置6。
[0021]如附图2所示的功率超声装置6，所述功率超声装置固定于钎焊工作台的正上方，主要包括:法兰7、变幅杆8、出水口 9、线圈10、密封外壳11、进水口 12、换能器13、超声电源14、超声传递杆15 ;法兰7用于连接变幅杆8和超声传递杆15 ;通过进出水口 12和9可以实现装置的冷却；超声电源14产生电能并通过换能器13转化为超声振动；变幅杆8用于放大和聚集超声能量；超声传递杆15可以将经变幅杆放大聚焦后的超声作用到工件上。利用超声的空化作用和声流效应可以破除工件表面的氧化膜，提高钎料在母材表面的润湿性，另外通过破碎枝晶可达到细化晶粒的作用。
[0022]如附图3所示的电场装置5，所述电场装置主要包括:陶瓷垫片16和17用于绝缘钎焊工作台2和下电极板23、下电极板23与工件22 ;陶瓷柱18用于绝缘钎焊工作台2和上电极板21 ;上下电极板通过导线与高压直流电源19相连接；20为陶瓷绝缘柱，用于绝缘导线和腔体；
本发明还包括利用上述超声-电场辅助钎焊装置的钎焊方法，包括以下步骤:
钎焊前，首先将工件22固定于钎焊工作台2之上，并与超声传递杆15的下表面相接触，然后用如权利要求1所述的温控系统4设置好预设的钎焊温度，最后关闭腔体I ;
钎焊过程中，利用权利I所述的加热装置3对工件进行加热，加热到预设的温度，保温一定时间后打开超声装置6和电场装置5，进行辅助钎焊；
钎焊完成后，将超声和电场装置关闭，并将高压电源19内部电荷进行释放，以确保安全，等工件温度降到室温时，取出工件，完成工作；
以上公开的仅为本发明的原理装置，本发明并非局限于此，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，因此本说明书内容不能理解为对该发明的限制。
【主权项】
1.一种超声-电场辅助钎焊装置，包括密封的工作腔体和功率超声装置，其特征在于工作腔体内设有工作台，工作台内设有电阻加热装置，工作台上设有温度传感器，加热装置和温度传感器分别经导线与工作腔体外的温控装置相连接，工作台上设有电场装置，电场装置的下极板由陶瓷垫片夹持设置在工作台面上，上极板由陶瓷柱支撑在工作台面的正上方，下极板和上极板分别经导线与工作腔体外的高压直流电源相连接，功率超声装置由固定支架固定于钎焊工作台的正上方；功率超声装置的变幅杆经法兰与超声传递杆相连接，超声传递杆插入工作腔体并与设置在陶瓷垫片上的工件相接触。
2.根据权利要求1所述的一种超声-电场辅助钎焊装置，其特征在于加热装置和温度传感器导线分别经密封的陶瓷绝缘套穿过工作腔体与温控装置相连接。
3.根据权利要求1所述的一种超声-电场辅助钎焊装置，其特征在于超声传递杆位于上极板的正后方，并经腔体上壁穿过腔体后直接作用于工件的上表面。
4.根据权利要求1所述的超声-电场辅助钎焊装置，其特征在于，所述超声换能器为压电陶瓷换能器。
5.根据权利要求1所述的一种超声-电场辅助钎焊装置，其特征在于下极板经陶瓷垫片设置在工作台上，陶瓷垫片的厚度为2mm，上极板与下极板的间距为78mm。
6.根据权利要求1所述的一种超声-电场辅助钎焊装置，其特征在于电场装置位于超声变幅杆的正前方1mm左右处，电场装置所用高压电源的输出电压为0-20kV，并可提供0-2.5kV/cm的电场强度。
7.根据权利要求1所述的一种超声-电场辅助钎焊装置，其特征在于加热装置为电阻加热，加热电源为交流220V的焊机，并可提供25-600°C的温度区间。
8.根据权利要求1所述的超声-电场辅助钎焊装置，其特征在于，所述超声换能器为压电陶瓷换能器。
9.一种超声-电场辅助钎焊方法，其特征在于步骤如下: 步骤一、将工件固定于钎焊工作台上的陶瓷垫片上，并与超声传递杆的下表面相接触； 步骤二、密封工作腔体，首先对腔体进行抽真空，等真空度达到5.0X10_3Pa左右后，通过温度控制装置使电阻加热装置加热，使工作台面温度达到350-600°C，保温0-20min ； 步骤三、先打开电场装置，电场强度设为0.5-2.5kV/cm,电场作用时间为0_90s，电场作用完毕后再打开功率超声装置，其工作频率为20kHz，超声功率为0.6-2kW之间，超声作用时间0-180s，此过程结束后，关闭加热，使工件随炉冷却，等炉腔温度降至200°C左右时，关真空； 步骤四、钎焊完成后，首先将高压电源内部电荷进行释放，以确保安全，等工件温度降到室温时，取出工件，关闭炉腔，并保持炉腔内有一定的真空度，完成试验。
【专利摘要】本发明公开了一种超声-电场辅助钎焊装置及焊接方法，其特征在于工作腔体内设有工作台，工作台内设有电加热装置，工作台上设有温度传感器，加热装置和温度传感器分别经导线与工作腔体外的温控装置相连接，工作台上设有电场装置，电场装置的下极板由陶瓷垫片夹持设置在工作台面上，上极板由陶瓷柱支撑在工作台面的正上方，下极板和上极板分别经导线与工作腔体外的高压直流电源相连接，功率超声装置由固定支架固定于钎焊工作台的正上方；功率超声装置的变幅杆经法兰与超声传递杆相连接，超声传递杆插入工作腔体并与设置在陶瓷垫片上的工件相接触，本发明提高接头连接质量和力学性能，在航天航空铝合金焊接领域有很大的应用空间。
【IPC分类】B23K1-06, B23K3-08, B23K1-008
【公开号】CN104785880
【申请号】CN201510222803
【发明人】刘多, 周英豪, 宋晓国, 冯吉才
【申请人】哈尔滨工业大学（威海）
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年5月5日