一种常温焊接技术及其装置的制作方法

本发明涉及金属连接与精密制造，具体涉及一种在常温或低温环境下，利用高频电磁脉冲与多物理场耦合实现金属原子级冶金结合的常温焊接技术及其专用装置。

背景技术：

1、传统高温熔焊的局限性：目前主流的焊接技术（如电弧焊、激光焊等）依赖高温熔化金属，极易导致工件热变形、热应力集中以及材料晶粒粗大，严重影响精密器件的寿命。

2、现有常温/低温焊接的不足：

3、现有的冷压焊或超声波焊接虽然避免了高温，但对工件表面平整度要求极高，且难以实现异种金属（如铜与铝、金属与陶瓷）的深层原子级结合，结合强度有限。

4、技术痛点总结：

5、因此，亟需一种能够在常温下彻底消除材料表面氧化层与宏观阻力，实现异种材料无缝、高强度冶金结合的焊接技术。

技术实现思路

1、本发明旨在解决传统焊接技术热影响区大、材料变形严重，以及现有常温焊接技术结合强度低、异种材料兼容性差的问题。

2、本发明提出了一种常温焊接技术，其核心在于利用特定几何结构的发生器，在焊接界面构建“高频脉冲电磁场”与“定向电场”的耦合场域。具体包括以下步骤：

3、步骤s1：表面预处理与对准。将待焊接的第一工件与第二工件的接触面进行精密抛光，并通过夹具实现微米级精度的物理对准与贴合。

4、步骤s2：构建包围式电场。在工件贴合界面的外围，施加高压静电场或脉冲电场，使工件表面处于特定的电荷激发状态。

5、步骤s3：激发高频变化磁场。利用环绕工件的环形线圈或特定几何结构的电磁发生器，通入纳秒级高频脉冲电流，在焊接界面产生极高变化率（di/dt）的变化磁场。

6、步骤s4：多场耦合驱动原子结合。在电场与变化磁场的正交耦合作用下，焊接界面产生定向的微观力学效应（对应理论中的直线与漩涡力学效应），促使两工件接触面的金属原子克服宏观阻力，实现无热输入的相互渗透与冶金结合。

7、步骤s5：场撤除与定型。保持工件贴合状态，逐步撤去电磁场，完成常温焊接。

8、无热损伤：全程在常温下进行，完全避免了热变形和热应力，适用于精密光学器件、半导体封装等热敏感材料。

9、异种材料兼容：通过场力直接驱动原子重组，突破了传统冶金学对异种材料焊接的限制。

10、低能耗与高效率：无需消耗大量能源进行加热熔化，能量直接作用于微观结合界面，大幅降低了工业制造成本。

1.一种常温焊接装置，其特征在于，包括：用于固定待焊接工件的绝缘夹具；用于在工件界面产生高压电场的电极组件；以及环绕工件设置、用于通入高频脉冲电流以产生变化磁场的环形电磁线圈。

2.一种利用如权利要求1所述装置实现的常温焊接方法，其特征在于，包括：施加高压静电场、通入纳秒级高频脉冲电流、保持贴合并撤去场域的步骤。

3.对脉冲电流的频率范围、电压大小、线圈的具体几何结构、适用的材料类型等进行进一步的限定和补充。