【線束】壓焊工藝介紹！
發(fā)布時(shí)間：03/10 —— 2022
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線束壓焊方式有擴(kuò)散焊、高頻焊、冷壓焊、超聲波焊。
擴(kuò)散焊：將焊件緊密貼合，在一定溫度和壓力下保持一段時(shí)間，使接觸面之間的原子相互擴(kuò)散形成聯(lián)接的焊接方法。
影響擴(kuò)散焊過程和接頭質(zhì)量的主要因素是溫度壓力擴(kuò)散時(shí)間和表面粗糙度。
焊接溫度越高，原子擴(kuò)散越快。焊接溫度一般為材料熔點(diǎn)的0.5～0.8倍。
根據(jù)材料類型和對(duì)接頭質(zhì)量的要求，擴(kuò)散焊可在真空、保護(hù)氣體、溶劑下進(jìn)行，其中以真空擴(kuò)散焊應(yīng)用最廣。為了加速焊接過程、降低對(duì)焊接表面粗糙度的要求、防止接頭中出現(xiàn)有害的組織，常在焊接表面間添加特定成分的中間夾層材料，其厚度在0.01毫米左右。
擴(kuò)散焊接壓力較小,工件不產(chǎn)生宏觀塑性變形，適合焊后不再加工的精密零件。擴(kuò)散焊可與其他熱加工工藝聯(lián)合形成組合工藝，如熱耗-擴(kuò)散焊、粉末燒結(jié)-擴(kuò)散焊、超塑性成形-擴(kuò)散焊等。
這些組合工藝不但能大大提高生產(chǎn)率，而且能解決單個(gè)工藝所不能解決的問題。
如超音速飛機(jī)上各種鈦合金構(gòu)件就是應(yīng)用超塑性成形-擴(kuò)散焊制成的。擴(kuò)散焊的接頭性能可與母材相同，特別適合于焊接異種金屬材料、石墨和陶瓷等非金屬材料、彌散強(qiáng)化的高溫合金、金屬基復(fù)合材料、多孔性燒結(jié)材料等。擴(kuò)散焊已廣泛用于反應(yīng)堆燃料元件、蜂窩結(jié)構(gòu)板、靜電加速管、各種葉片/葉輪/沖模/過濾管/電子元件等的制造。通過微觀塑性變形/焊接面產(chǎn)生微量液進(jìn)而擴(kuò)大待焊表面的物理接觸
使之距離在(1~ 5)x10-8cm以內(nèi)較長(zhǎng)時(shí)間的原子相互間的不斷擴(kuò)散，相互滲透顯然，對(duì)于普通線束的焊接，使用擴(kuò)散焊成本太高。高頻焊：以固體電阻熱為能源，焊接時(shí)利用高頻電流在工件內(nèi)產(chǎn)生的電阻熱，使工件焊接區(qū)表層加熱到熔化/接近的塑性狀態(tài)，隨即施加（或不施加）頂鍛力而實(shí)現(xiàn)金屬的結(jié)合。高頻焊根據(jù)高頻電流在工件中產(chǎn)生熱的方式，可分為接觸高頻焊、感應(yīng)高頻焊。
接觸高頻焊時(shí)，高頻電流通過與工件機(jī)械接觸而傳入工件。感應(yīng)高頻焊時(shí)，高頻電流通過工件外部感應(yīng)圈的耦合作用而在工件內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流。高頻焊是專業(yè)化較強(qiáng)的焊接方法，要根據(jù)產(chǎn)品配備專用設(shè)備。生產(chǎn)率高，焊接速度可達(dá)30m/min。主要用于制造管子時(shí)縱縫或螺旋縫的焊接。顯然，對(duì)于細(xì)小的線束，高頻焊不適用。冷壓焊：指室溫下借助壓力使待焊金屬產(chǎn)生塑性變形而實(shí)現(xiàn)固態(tài)焊接的方法。加壓變形時(shí)，工件接觸面的氧化膜被破壞并被擠出，能凈化焊接接頭。所加壓力一般要高于材料的屈服強(qiáng)度，以產(chǎn)生60～90%的變形量。加壓方式可以緩慢擠壓、滾壓或加沖擊力，也可以分幾次加壓達(dá)到所需的變形量。
冷壓焊由于不需加熱、不需填料，設(shè)備簡(jiǎn)單；焊接的主要工藝參數(shù)已由模具尺寸確定，故易于操作和自動(dòng)化，焊接質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)率高，成本低；焊接時(shí)接頭溫度不升高，材料結(jié)晶狀態(tài)不變，特別適于異種金屬和熱焊法無法實(shí)現(xiàn)的一些金屬材料和產(chǎn)品的焊接。冷壓焊已成為電氣行業(yè)、鋁制品業(yè)、太空焊接領(lǐng)域中最重要的有限幾種焊接方法之一。
冷壓焊機(jī)及其模具的工作表面可能會(huì)積聚金屬碎屑，必須定期清除。如果要徹底的清除碎屑，可將模具從焊機(jī)中取出，把模具的四塊模塊拆開，用放大鏡仔細(xì)看每塊模塊，確保所有模塊表面的微量碎屑都被清除。模具的表面不干凈將會(huì)導(dǎo)致接線時(shí)線容易在模具中打滑，以至于焊接失敗。冷壓焊所需設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝簡(jiǎn)便，勞動(dòng)條件好。
但冷壓焊所需擠壓力較大，在大截面工件的焊接時(shí)設(shè)備較龐大，搭接焊后工件表面有較深的壓坑，因而在一定程度上限制了它的應(yīng)用范圍。
因此，冷壓焊對(duì)于線束焊接也不是完美的選擇。超聲波焊接：利用高頻振動(dòng)波傳遞到兩個(gè)需焊接的線束工件表面，在加壓的情況下，使兩個(gè)線束工件表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合。
優(yōu)點(diǎn)：快速、節(jié)能、熔合強(qiáng)度高、導(dǎo)電性好、無火花、接近冷態(tài)加工；
缺點(diǎn)：所焊接金屬件不能太厚（一般小于或等于5mm）、焊點(diǎn)位不能太大、需要加壓。
壓焊機(jī)的主要種類包括多工位熱壓焊接機(jī)、超聲波壓焊機(jī)、球焊壓焊機(jī)、冷壓焊機(jī)。多工位熱壓焊接機(jī)，包括：機(jī)架、轉(zhuǎn)盤、對(duì)線調(diào)整機(jī)構(gòu)、焊接機(jī)構(gòu)、電機(jī)、轉(zhuǎn)盤定位。壓焊機(jī)機(jī)構(gòu)和電氣控制部分：機(jī)架上緊固底座，轉(zhuǎn)盤位于底座上方，安裝在機(jī)架內(nèi)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)垂直穿過底座中心并由其支撐的轉(zhuǎn)軸間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)和轉(zhuǎn)軸垂直緊固的轉(zhuǎn)盤間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。
在轉(zhuǎn)盤上設(shè)置的工位位置開槽孔，在槽孔上安裝可相對(duì)槽孔作上下移動(dòng)的浮動(dòng)裝置，轉(zhuǎn)盤上沿圓周方向可均勻地設(shè)置多個(gè)工位。超聲波壓焊原理：由超聲波發(fā)生器產(chǎn)生幾十千赫的超聲振蕩電能，通過磁致伸縮換能器產(chǎn)生超聲頻率的機(jī)械振動(dòng)；壓焊劈刀鑲在端部的適當(dāng)位置上，劈刀必然同時(shí)產(chǎn)生一種稱為交變剪切應(yīng)力的機(jī)械振動(dòng)。鋁絲和芯片鋁焊區(qū)表面的氧化膜受到破壞，同時(shí)由于摩擦，在界面上產(chǎn)生一定的熱量使焊接處的鋁絲和芯片上的鋁焊區(qū)都產(chǎn)生一定的塑性形變，使鋁原子金屬鍵緊密接觸而形成牢固的鍵合。球焊壓焊機(jī)：以熱壓焊法和超聲波壓焊法為基礎(chǔ)，所用設(shè)備分別為熱壓焊機(jī)、超聲波壓焊機(jī)和球焊機(jī)。這是廣泛采用的內(nèi)引線焊接方法之一，其特點(diǎn)是：①工作溫度（200～250℃）低于熱壓焊法的工作溫度②所用的壓焊劈刀不用加熱而由超聲振動(dòng)產(chǎn)生熱能三種內(nèi)引線焊接法的焊接質(zhì)量，都需要用一個(gè)精密的引線抗拉強(qiáng)度測(cè)定器（拉力計(jì)）進(jìn)行檢查和控制。冷壓焊過程中可行的變形速度不會(huì)引起接頭的升溫，也不存在界面原子的相對(duì)擴(kuò)散。因此，冷壓焊不會(huì)產(chǎn)生熱焊接頭常見的軟化區(qū)、熱影響區(qū)、脆性金屬中間相。
經(jīng)過焊接時(shí)嚴(yán)重變形的冷壓焊機(jī)接頭，其結(jié)合界面均呈現(xiàn)復(fù)雜的峰谷和犬牙交錯(cuò)的空間形貌，其結(jié)合面面積比簡(jiǎn)單的幾何截面大。因此，在正常情況下，同各金屬的冷壓焊接頭強(qiáng)度不低于母材；異種金屬的冷壓焊接頭強(qiáng)度不低于較金屬的強(qiáng)度。
由于結(jié)合界面大，又無中間相，所以接頭的導(dǎo)電性、抗腐蝕性能優(yōu)良。
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