一种SPS扩散焊装置

本发明涉及扩散焊装置，具体而言，涉及一种sps扩散焊装置。

背景技术：

1、sps扩散焊，又叫脉冲电场辅助扩散连接、放电等离子扩散焊、放电等离子烧结扩散连接等，是利用材料自身电阻和界面接触电阻，使被连接界面快速加热，并在一定压力和时间下实现界面冶金结合的一种高效扩散连接方法，具有加热速率快、连接温度低、连接时间短、能耗小等优点。sps扩散焊过程中的焦耳热、电致塑性、固态相变诱导等效应可以促进塑性变形和加快原子扩散，这将降低连接所需温度和时间，使得待焊件在较低温度下实现高质量连接。然而，当高频电流通过单一压头焊接待焊件时，由于电磁感应，待焊件结合面上电流分布不均匀，靠近待焊件表面的电流密度高，而靠近待焊件芯部区域电流密度低，电流密度分布不均，将导致由电流产生的焦耳热和电致扩散等效应分布不均，进而导致接头组织不均，造成大尺寸待焊件在焊接时，出现待焊件芯部区域出现未焊合和微孔洞等缺陷。

技术实现思路

1、本发明所要解决的问题是如何提升sps扩散焊的焊接质量。

2、为此，本发明提供了一种sps扩散焊装置，包括下压头、上压头座及多个导电柱，所述上压头座及所述下压头同轴设置，多个所述导电柱的一端均布连接在所述上压头座背离所述下压头的端面上，所述下压头与所述上压头座之间用于设置待焊件，所述下压头和至少部分所述导电柱相背离的两侧表面分别用于与正负电极连接。

3、可选地，sps扩散焊装置还包括上压头和多个垫片，所述上压头与所述上压头座同轴设置，所述垫片数量与所述导电柱数量一致，多个所述垫片的一侧分别与多个所述导电柱远离所述上压头座的一端对应连接，另一侧均布连接在所述上压头朝向所述上压头座的端面上，所述垫片为导电材料或绝缘材料，所述上压头和所述下压头相背离的两侧表面分别用于与所述正负电极连接。

4、可选地，所述垫片的两侧分别与所述导电柱和所述上压头抵接。

5、可选地，所述垫片的径向尺寸与所述导电柱径向尺寸相同。

6、可选地，所述导电材料为石墨，所述绝缘材料为云母片。

7、可选地，所述导电柱由高强石墨制成。

8、可选地，所述导电柱为圆柱。

9、可选地，所述上压头座朝向所述上压头的一侧上开设有定位槽，所述导电柱的一端连接在所述定位槽内。

10、可选地，还包括压力机构，所述压力机构用于将所述上压头向所述下压头方向按压。

11、可选地，还包括炉体，所述下压头、所述上压头座及多个所述导电柱均设置在所述炉体内。

12、与现有技术相比，本发明的sps扩散焊装置的有益效果是：

13、本发明通过设置下压头和上压头座，作为直接与待焊件接触的结构，将两个待焊件，例如，第一待焊件和第二待焊件设置在下压头和上压头座之间，上压头座远离下压头的一端面上均布连接有多个导电柱，下压头远离上压头座的端面与电源负极电连接，导电柱远离上压头座的端面可与电源正极电连接，通电后，待焊件上与导电柱端面对应的位置被焊接，由于脉冲电流会略微向外扩展，待焊件上导电柱之间间隙对应的位置由于电流向外扩展和热传导也具有一定电流密度和温度，也会被焊接，多个导电柱分别导电，使待焊件上所有区域均可被焊接，待焊件上的电流均匀分布，实现大尺寸待焊件的良好焊接，提升焊接质量，避免单一压头对大尺寸试件焊接时，在待焊件内产生集肤效应造成的待焊件内部电流密度分布不均和待焊件芯部区域未焊合等缺陷，且多个导电柱可选择性地与电源正极电连接，便于按照实际焊接要求，焊接待焊件上需要被焊接的区域，提升焊接质量，例如，当只需焊接待焊件中心位置，可只给位于上压头座中心的导电柱通电。

技术特征：

1.一种sps扩散焊装置，其特征在于，包括下压头(1)、上压头座(4)及多个导电柱(5)，所述上压头座(4)及所述下压头(1)同轴设置，多个所述导电柱(5)的一端均布连接在所述上压头座(4)背离所述下压头(1)的端面上，所述下压头(1)与所述上压头座(4)之间用于设置待焊件，所述下压头(1)和至少部分所述导电柱(5)相背离的两侧表面分别用于与正负电极连接。

2.根据权利要求1所述的sps扩散焊装置，其特征在于，还包括上压头(7)和多个垫片(6)，所述上压头(7)与所述上压头座(4)同轴设置，所述垫片(6)数量与所述导电柱(5)数量一致，多个所述垫片(6)的一侧分别与多个所述导电柱(5)远离所述上压头座(4)的一端对应连接，另一侧均布连接在所述上压头(7)朝向所述上压头座(4)的端面上，所述垫片(6)为导电材料或绝缘材料，所述上压头(7)和所述下压头(1)相背离的两侧表面分别用于与所述正负电极连接。

3.根据权利要求2所述的sps扩散焊装置，其特征在于，所述垫片(6)的两侧分别与所述导电柱(5)和所述上压头(7)抵接。

4.根据权利要求2所述的sps扩散焊装置，其特征在于，所述垫片(6)的径向尺寸与所述导电柱(5)径向尺寸相同。

5.根据权利要求2所述的sps扩散焊装置，其特征在于，所述导电材料为石墨，所述绝缘材料为云母片。

6.根据权利要求1所述的sps扩散焊装置，其特征在于，所述导电柱(5)由高强石墨制成。

7.根据权利要求1所述的sps扩散焊装置，其特征在于，所述导电柱(5)为圆柱。

8.根据权利要求2所述的sps扩散焊装置，其特征在于，所述上压头座(4)朝向所述上压头(7)的一侧上开设有定位槽，所述导电柱(5)的一端连接在所述定位槽内。

9.根据权利要求2所述的sps扩散焊装置，其特征在于，还包括压力机构，所述压力机构用于将所述上压头(7)向所述下压头(1)方向按压。

10.根据权利要求1所述的sps扩散焊装置，其特征在于，还包括炉体，所述下压头(1)、所述上压头座(4)及多个所述导电柱(5)均设置在所述炉体内。

技术总结
本发明提供了一种SPS扩散焊装置，涉及扩散焊装置技术领域，SPS扩散焊装置包括下压头、上压头座及多个导电柱，多个导电柱的一端均布连接在上压头座背离下压头的端面上，下压头与上压头座之间用于设置待焊件，下压头和至少部分导电柱相背离的两侧表面分别与正负电极连接。本发明通过在于待焊件连接的上压头座上均布多个导电柱，通电后，待焊件上与导电柱端面对应的位置被焊接，由于脉冲电流会略微向外扩展，待焊件上导电柱之间间隙对应的位置由于电流向外扩展和热传导也具有一定电流密度和温度，也会被焊接，多个导电柱分别导电，使待焊件上所有区域均可被焊接，待焊件上的电流均匀分布，实现大尺寸待焊件的良好焊接，提升焊接质量。

技术研发人员：林铁松,武通,张秋光
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31