专利名称：感应钎焊装置及感应钎焊方法
技术领域：
本发明涉及一种感应钎焊装置，还涉及利用该感应钎焊装置的感应钎焊方法，特别涉及空气超声辅助的感应钎焊方法。
背景技术：
参照图l，公知的感应钎焊装置，包括感应感应电源10和感应感应线圈1。感应钎焊是用感应感应热源10加热钎料2及焊件3，使钎料2熔化后填塞接合面实现接头焊接的一种方法。 这种方法在工业生产中有着广泛的应用。但该方法也具有一定的缺点，主要是感应加热速度 快，当焊接较厚焊件时会出现如下情况①接头的加热温度难以准确控制，容易造成钎料的 流失和流布不均匀；②接头的温度分布不够均匀，钎料与氧化膜反应不够均匀和充分。以上 两点造成接头焊合率下降，影响焊接质量。
发明内容
① 要解决的技术问题为了克服现有技术在焊接较厚焊件时焊合率低的不足，本发明提供一种感应钎焊装置，利用空气超声探头作辅助，可以提高感应钎焊的焊合率。
本发明还提供利用上述感应钎焊装置的感应钎焊方法。
② 技术方案 一种感应钎焊装置，包括感应感应电源、感应感应线圈，其特点是还包括至 少一个空气超声探头，空气超声探头与感应振荡器电连接。
一种利用上述感应钎焊装置的感应钎焊方法，其特点是包括下述步骤首先根据接头面 积选用不同直径的、至少一个空气超声探头，根据焊接件接头面积大小或复杂程度；调整空气超 声探头中心频率、感应振荡器输出的振荡电压幅值、空气超声探头与焊接件接头的距离，同时接通空气超声探头与感应振荡器、感应感应圈与感应感应电源，完成焊接。
③ 有益效果在感应钎焊的同时，在接头周围辅以空气超声探头发出超声波。超声波束经过空气传至焊件表面后，一部分反射， 一部分传入焊件使熔融态钎料产生超声振动。这一 超声振动， 一方面改变了液态钎料的表面张力，增强了液态钎料金属的流动性；另一方面使 接头处氧化膜易于被破坏、清理，从而在较低热输入的焊接条件下，保证了钎料的均匀铺展 及其与氧化膜的充分反应，也降低了钎料的流失。这两方面的改善有效提高了接头的钎合率， 从而可保证焊接质量。经测试，焊接相同直径的焊接件，与单独使用感应线圈与感应电源相 比，感应电源的输出电流值降低了 10 20%;另外，焊接时间也减少了 10 20%，提高了焊接效率。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作详细说明。
图1是本发明实施例1的装置安装示意图。
图2是本发明实施例2的装置安装示意图。
图3是本发明实施例3的装置安装示意图。
图中1-感应感应线圈，2-钎料，3-焊件，4-超声波束，5-硅橡胶匹配层，6-压电晶体， 7-连接电缆，8-超声波探头外壳，9-高频振荡器，10-感应电源，11-空气超声探头。
具体实施例方式
参照图1，空气超声-感应钎焊系统主要由感应电源10、感应线圈I、感应振荡器9及空气 超声探头11组成，感应电源10可为中频感应电源也可为高频感应电源。其中，空气超声探头 11主要由压电晶体6、硅橡胶匹配层5、连接电缆7、超声探头外壳8组成。
焊接时，感应电源10输出中频或高频电流通过感应圈1，在焊件3及钎料2中产生涡流， 加热焊件及钎料，并使钎料熔化。与此同时，空气超声探头11在高频振荡器9的作用下，连续 发射超声波束4。超声波束经过空气传至焊件3表面后， 一部分反射， 一部分传入焊件3使熔融 态钎料产生超声振动。这一超声振动， 一方面改变了液态钎料的表面张力，增强了液态钎料 金属的流动性；另一方面使接头处氧化膜易于被破坏、清理，从而在较低热输入的焊接规范 下，保证了钎料的均匀铺展及其与氧化膜的充分反应，也降低了钎料的流失。这两方面的改 善有效提高了接头的钎合率，从而可保证焊接质量。
空气超声探头的匹配层选用硅橡胶，可有效增强超声波在空气中的传播距离；焊接时，可选 用不同直径的超声探头，来改变超声波的作用范围，或者选用两个以上的超声波探头作用于较大 接头面积或复杂接头形式；改变空气超声探头中心频率、高频振荡器9输出的振荡电压幅值、超 声探头与焊件接头的距离，便可调整超声波的输出能量。
实施例1:参照图1,为两个0>32、厚度为8mm的短圆柱形实心低碳钢焊件3的对接钎焊， 钎料选用铜基钎料。将1只空气超声探头11放置在焊接截面的正上方，探头表面与焊件3的上 表面距离为150mm ，探头直径为①30，中心频率为O.lMHz，高频振荡器9输出的振荡电压幅 值为850V。
焊接采用中频感应电源加热，将空气超声探头11与高频振荡器9、感应线圈1与中频感应 电源10同时接通，完成焊接后，同时断开高频振荡器9和中频感应电源10。
经测试，焊接相同直径的焊接件，单独使用感应线圈1与中频感应电源10，感应钎焊电流 值为480A，通电时间为45S，接头周围钎料流失明显；使用感应线圈1与中频感应电源10的同 时使用空气超声探头11作辅助，感应钎焊电流值为420A，通电时间35S，接头周围钎料很少流 失。经对多个焊件解剖后发现，空气超声探头11辅助的感应钎焊接头，钎合率均为100%，而现有技术焊接接头达到完全焊合的占90%。
实施例2:参照图2，为两个(D25、长为150mm的长圆柱形实心低碳钢焊件3的对接钎焊， 钎料选用铜基钎料。将两个空气超声探头11对称放置在焊接截面的侧面，探头表面与焊件3的 侧面距离为110mm，探头直径为020，中心频率为0.lMHz，高频振荡器9输出的振荡电压幅值 为800V。
焊接采用中频感应电源加热，将两个空气超声探头ll分别与各自的高频振荡器、感应线圈 1与中频感应电源10同时接通，完成焊接后，同时断开高频振荡器和中频感应电源10。
经测试，焊接相同直径的焊接件，单独使用感应线圈1与中频感应电源10，感应钎焊电流 值为350A，通电时间为35S，接头周围钎料流失明显；使用感应线圈1与中频感应电源10的同 时使用空气超声探头11作辅助，感应钎焊电流值为310A,通电时间28S，接头周围钎料很少流 失。经对多个焊件解剖后发现，空气超声探头11辅助的感应钎焊接头，钎合率均为100%，而 现有技术焊接接头达到完全焊合的占95%。
实施例3:参照图3，为两个外径025mm、壁厚3mm、长为150mm的管形低碳钢焊件3的 对接钎焊，钎料选用铜基钎料。将两个空气超声探头11对称放置在焊接截面的侧面，探头表面 与焊件3的侧面距离为100mm ，探头直径为Φ20，中心频率为O.lMHz，高频振荡器9输出的 振荡电压幅值为850V。
焊接采用高频感应电源加热，将两个空气超声探头11分别与各自的高频振荡器、感应线圈 1与高频感应电源10同时接通，完成焊接后，同时断开高频振荡器和高频感应电源10。
经测试，焊接相同直径的焊接件，单独使用感应线圈1与感应电源10，感应钎焊电流值为 320A,通电时间为15S，接头周围有时有钎料流失现象；使用感应线圈1与高频感应电源10的 同时使用空气超声探头11作辅助，感应钎焊电流值为260A，通电时间10S，接头周围钎料几乎 不流失。经对多个焊件解剖后发现，空气超声探头11辅助的感应钎焊接头，钎合率均为100%， 而现有技术焊接接头达到完全焊合的占99%。
权利要求
1、一种感应钎焊装置，包括感应电源、感应线圈，其特征在于还包括至少一个空气超声探头，空气超声探头与高频振荡器电连接。
2、 根据权利要求1所述的高频钎焊装置，其特征在于所述的空气超声探头与焊接件截 面平行放置。
3、 根据权利要求1所述的感应钎焊装置，其特征在于所述的空气超声探头与焊接件截 面垂直放置。
4、 一种利用权利要求1所述感应钎焊装置的高频钎焊方法，其特征在于包括下述步骤 首先根据接头面积选用不同直径的、至少一个空气超声探头，根据焊接件接头面积大小或复杂 程度；调整空气超声探头中心频率、高频振荡器输出的振荡电压幅值、空气超声探头与焊接件接 头的距离，同时接通空气超声探头与高频振荡器、感应圈与感应电源，完成焊接。
全文摘要
本发明公开了一种感应钎焊装置，包括感应电源、感应线圈，其特点是还包括至少一个空气超声探头，空气超声探头与高频振荡器电连接。还公开了一种利用上述感应钎焊装置的高频钎焊方法，其特点是包括下述步骤首先根据接头面积选用不同直径的、至少一个空气超声探头，根据焊接件接头面积大小或复杂程度；调整空气超声探头中心频率、高频振荡器输出的振荡电压幅值、空气超声探头与焊接件接头的距离，同时接通空气超声探头与振荡器、感应圈与感应电源，完成焊接。经测试，焊接相同直径的焊接件，与单独使用感应圈与感应电源相比，感应电源的输出电流值以及焊接时间均降低了10～20％，节约了能源，提高了焊接效率。
文档编号B23K1/002GK101200012SQ200710188448
公开日2008年6月18日 申请日期2007年12月3日 优先权日2007年12月3日
发明者杨思乾, 马铁军 申请人:西北工业大学