陶瓷金属超声波电烙铁焊接

摘要:综述了陶瓷—金属连接方式中中最主要的三种方式,机械连接、粘接和焊接并,概述了陶瓷一金属焊接的特点。重点介绍了新型焊接工艺超声波电烙铁焊接的工艺特点,并对陶瓷一金属焊接的研究前景进行了展望。

关键词:超声波电烙铁;电烙铁;焊接;陶瓷—金属


      陶瓷与金属的连接方法主要分为机械连接、粘接和焊接。目前用于连接陶瓷和金属的机械连接方法主要包括栓接和热套,但这两种方法均有很大的局限性。栓接需要在陶瓷上钻孔,加工难度大,且接头缺乏气密性;热套则会产生很大的残余应力,且为保证有效的气密性连接件工作温度不能过高。粘接操作简单,接头气密性好,但强度通常较低,且不适合在高温下使用,长期使用时接头性能还会随粘接剂的老化而下降。与上述两种方法相比,焊接的连接点强度高,耐高温,又能保证一定的气密性,且对连接件几何形状和尺寸要求不高,适用范围更广。因此,陶瓷一金属焊接方法的研究已成为人们关注的热点。

      杭州驰飞超声波设备有限公司身为超声波设备的生产厂家,现有超声波塑料焊接设备、超声波金属焊接设备、超声波织物焊接设备等,故对焊接领域动向十分关注。在陶瓷—金属焊接的研究已有数年,总结陶瓷与金属的焊接存在以下的特点和难点:陶瓷通常很难被熔化的金属润湿;陶瓷与绝大多数金属的热胀系数差大,通过加热连接陶瓷与金属时,接头中易产生残余应力,削弱了接头的力学性能;陶瓷热导率低,耐热冲击能力弱,集中加热易产生裂纹,故应减小焊接区域的温度梯度,并控制加热和冷却速度;陶瓷熔点高,硬度和强度高,不易变形,扩散连接时要求被连接体表面非常平整清洁;大部分陶瓷导电性很差或基本不导电,很难采用电焊方法连接。

      驰飞超声波经过研究发现对于上述问题,其实主要解决两点便可以解决陶瓷—金属难焊接的问题,一是改善金属在陶瓷表面的润湿;二是缓解焊接接头的残余应力。驰飞超声波通过多次实验论证在超声波作用下的电烙铁恰好可以实现这两点,超声波电烙铁先通过升温并在超声波的影响下达到低温熔化焊接中间层形成液态状态,超声波在液态中传播,超声场作用产生空化效应、机械效应、热效应,促进一般情况下难以实现的化学反应,总结通过超声波作用和中间层的相互影响改善金属在陶瓷表面的润湿性,同时超声波的巨大能量也能够消除焊接接头的残余应力。