一种气保护钎焊方法及装置与流程

1.本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种气保护钎焊方法及装置。


背景技术：

2.目前硬质合金与钢的钎焊具有广泛的应用，对于产品质量要求不是十分严格的产品，硬质合金与钢普遍是在大气环境下进行钎焊；钎焊过程主要采用钎料和钎剂搭配使用，焊接过程中需要添加钎剂，目前使用的钎剂普遍为粉末状的钎剂。
3.其中，粉末钎剂存在以下问题：粉末钎剂使用不方便，通常需要边焊接边施加钎剂，使用过程中极易造成钎剂粉末的洒落，并且钎剂用量难以把控，焊接过程中难以定量使用钎剂，使用过多造成钎剂浪费，使用过少无法达到最佳的焊接效果。另外，使用钎剂时，往往存在钎剂残留，焊后需清除，清除不彻底会造成焊缝处易腐蚀，而且往往钎剂清除不容易清除，对于接头未添加钎剂处，氧化严重。


技术实现要素：

4.因此，本发明实施例提供一种气保护钎焊方法及装置，有效解决钎剂添加不均匀，导致钎剂浪费或难以清除的问题。
5.本发明实施例提供的一种气保护钎焊方法，包括：装配待焊件一、待焊件二和焊料，并一同放入焊接腔内；向液态钎剂中通入惰性气体，附带所述液态钎剂的所述惰性气体导出至所述焊接腔；加热所述焊料，对所述待焊件一和所述待焊件二进行焊接。
6.与现有技术相比，采用该技术方案后所达到的技术效果：所述惰性气体携带所述液态钎剂进入所述焊接腔内，能够将所述液态钎剂均匀分布于所述待焊件一和所述待焊件二之间，所述待焊件一和所述待焊件二之间各处的所述液态钎剂的浓度接近，因此通过控制气体的流量、压强等参数即可调节所述液态钎剂的浓度，使得所述待焊件一和所述待焊件二之间处处都能达到合适的所述液态钎剂的用量，避免所述液态钎剂过多浪费；同时，所述液态钎剂附着于惰性气体中，相比粉末状钎剂，不会因为所述液态钎剂过多而洒落，因进一步避免了所述液态钎剂的浪费；并且，所述液态钎剂不会在焊缝处大量残留，因此焊接后无需清洗残留的所述液态钎剂；其中，所述惰性气体不会参与焊接的化学反应，因此焊接过程中更加安全，输送所述液态钎剂更加便捷。
7.在本发明的一个实施例中，所述装配待焊件一、待焊件二和焊料的步骤之前，还包括：对所述待焊件一和所述待焊件二进行表面去氧化处理。
8.采用该技术方案后所达到的技术效果：焊料难以湿润氧化膜，并且也难以与氧化膜形成牢固连接，因此去除所述待焊件一和所述待焊件二的氧化膜，能够使所述待焊件一和所述待焊件二焊接后更加牢固。
9.在本发明的一个实施例中，所述对所述待焊件一和所述待焊件二进行表面去氧化处理，包括：对所述待焊件一和所述待焊件二进行喷砂打磨；超声清洗所述待焊件一和所述待焊件二表面的废料；晾干所述待焊件一和所述待焊件二。
10.采用该技术方案后所达到的技术效果：喷砂打磨的方式能够直接有效地去除所述待焊件一和所述待焊件二表面的氧化膜，并使所述待焊件一和所述待焊件二表面相对光滑，从而减缓所述待焊件一和所述待焊件二再次被氧化；超声清洗方式能够快速清洗附着在所述待焊件一和所述待焊件二表面的废料，并且对所述待焊件一和所述待焊件二的表面无任何损伤，便于后续的焊接步骤；晾干所述待焊件一和所述待焊件二，除去表面的水汽，避免钎焊过程中水汽产生安全隐患。
11.在本发明的一个实施例中，所述液态钎剂为硼酸三甲脂。
12.采用该技术方案后所达到的技术效果：硼酸三甲脂能够附着在惰性气体上，进入所述焊接腔；硼酸三甲脂在所述焊接腔中会与氧气反应生成硼酐和硼酸，从而达到消耗氧气的效果，减缓所述待焊件一和所述待焊件二的氧化反应；另外，生成的硼酐和硼酸可以与金属氧化膜反应，从而有效去除金属的氧化膜，进一步对焊接过程起到保护作用。
13.在本发明的一个实施例中，所述加热所述焊料，对所述待焊件一和所述待焊件二进行焊接的步骤，包括：对所述焊接腔外侧环绕的加热线圈进行通电，对所述焊接腔进行感应加热。
14.采用该技术方案后所达到的技术效果：所述待焊件一和所述待焊件二通过线圈进行感应加热，能够使焊缝受热均匀，焊接强度高。
15.在本发明的一个实施例中，所述加热所述焊料，对所述待焊件一和所述待焊件二进行焊接的步骤，包括：所述焊料加热熔化后，经过t1时间的保温，停止加热，完成焊接；其中，t1为保温预设时间。
16.采用该技术方案后所达到的技术效果：融化的所述焊料经过保温，有助于提高所述焊料与所述待焊件一、所述待焊件二的扩散作用，从而提高焊接接头的性能。
17.在本发明的一个实施例中，所述加热所述焊料，对所述待焊件一和所述待焊件二进行焊接的步骤，包括：所述焊料加热熔化后，对所述焊接接头进行t2时间的振动，之后关闭振动并停止加热，完成焊接；其中，t2为振动预设时间。
18.采用该技术方案后所达到的技术效果：所述焊接接头进行振动，能够进一步去除其表面的氧化膜。例如机械振动或超声波振动，尤其，当使用超声波对所述焊接接头内进行振动时，能够在加热的同时进行振动，从而提高所述焊接接头的性能。
19.本发明实施例还提供一种气保护钎焊装置，用于实现如上述任意一种气保护钎焊方法，所述气保护钎焊装置包括：焊接壳体，所述焊接壳体内设有焊接腔，所述焊接腔用于容纳待焊件一、待焊件二和焊料；液态钎剂容器，所述液态钎剂容器内设有液态钎剂，所述液态钎剂容器连通所述焊接腔；供气装置，所述供气装置连通所述液态钎剂容器。
20.采用该技术方案后所达到的技术效果：供给装置用于向所述液态钎剂容器内通入惰性气体，使所述惰性气体附带液态钎剂进入焊接腔；所述待焊件一、所述待焊件二和所述焊料在所述焊接腔内进行焊接，通过所述惰性气体实现高效且均匀的焊接效果，避免焊剂掉落，同时便于控制液态焊剂的量，以避免焊剂大量残留；同时液态钎剂能够有效除去氧气，提高所述焊接接头的性能。
21.在本发明的一个实施例中，所述液态钎剂容器连通至所述待焊件一和所述待焊件二之间的焊缝处。
22.采用该技术方案后所达到的技术效果：所述惰性气体能够直接作用于焊缝，使得
焊缝接收到的所述惰性气体具有一定的气压，所述惰性气体附带的液态钎剂能够快速补充至焊缝内，从而提高焊接效率，避免焊接不均匀或液态钎剂浪费。
23.在本发明的一个实施例中，所述气保护钎焊装置还包括：加热线圈，所述加热线圈环绕于所述焊接壳体。
24.采用该技术方案后所达到的技术效果：加热线圈通入交流电后能够在待焊件一和待焊件二上产生涡电流，从而实现加热。
25.综上所述，本技术上述各个实施例可以具有如下一个或多个优点或有益效果：i)所述惰性气体附带所述液态钎剂进入焊接腔，能够实现均匀、高效的焊接效果，并且通过调节所述惰性气体的流量、压强等参数能够准确改变所述液态钎剂的浓度，从而便于在焊接过程中定量使用所述液态钎剂，避免所述液态钎剂不均或掉落导致浪费；ii)所述液态钎剂不会大量残留，避免焊接后焊缝处腐蚀；iii)所述液态钎剂为硼酸三甲脂，能够与氧气反应，从而消耗氧气，降低所述焊接接头的被氧化程度，同时硼酸三甲脂与氧气反应的产物能够进一步与金属氧化膜反应，从而进一步提高所述焊接接头的强度；iv)所述待焊件一和所述待焊件二在焊接前通过喷砂打磨和超声清洗去除氧化膜，能够有效提高焊接后所述待焊件一和所述待焊件二的所述焊接接头的强度。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明第一实施例提供的一种气保护钎焊方法的流程图。
28.图2为图1中的气保护钎焊方法的流程图。
29.图3为图2中步骤s0的流程图。
30.图4为本发明第二实施例提供的一种气保护钎焊装置的结构示意图。
31.主要元件符号说明：100为气保护钎焊装置；110为待焊件一；120为待焊件二；130为焊料；140为焊接壳体；141为焊接腔；150为液态钎剂容器；160为供气装置；170为加热线圈。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.【第一实施例】参见图1，其为本发明实施例提供的一种气保护钎焊方法，例如包括：步骤s1：装配待焊件一110、待焊件二120和焊料130，并一同放入焊接腔141内；步骤s2：向液态钎剂中通入惰性气体，附带液态钎剂的所述惰性气体导出至焊接腔141；
步骤s3：加热所述焊料130，对待焊件一110和待焊件二120进行焊接。
34.在本实施例中，所述液态钎剂用于避免待焊件一110和待焊件二120在焊接过程中被氧化，通过所述惰性气体携带所述液态钎剂的方式使所述液态钎剂参与焊接，能够使所述液态钎剂在所述焊接腔141中均匀分布，避免待焊件一110和待焊件二120之间的焊缝中任意位置的钎剂过多导致需要清洗。相比固态粉末钎剂，所述液态钎剂还能够避免掉落导致浪费。其中，调节惰性气体的流量、压强等参数能够控制惰性气体中附带的所述液态钎剂的浓度，从而避免所述液态钎剂施加过多导致浪费。
35.在一个具体的实施例中，在步骤s1中，待焊件一110例如为硬质合金，待焊件二120例如为钢，焊料130例如为hl105，所述液态钎剂能够使硬质合金和钢的焊接效果更均匀，减少氧化，使所述焊接接头强度更高。当然，待焊件一110和待焊件二120还可以是其他的金属或合金，此处不做限定。
36.其中，焊料130装配至待焊件一110、待焊件二120之间后，焊件一、待焊件二120和焊料130在焊接腔141内的顺序由上至下依次为，硬质合金、焊料130、钢。
37.优选的，参见图2，在步骤s1中，所述装配待焊件一110、待焊件二120和焊料130的步骤之前，所述气保护钎焊方法例如还包括：步骤s0：对待焊件一110和待焊件二120进行表面去氧化处理。其中，在待焊件一110为硬质合金，待焊件二120为钢的基础上，待焊件一110和待焊件二120表面存在金属氧化膜及其他杂质，在焊接过程中焊料130难以湿润所述金属氧化膜，并且难以与焊料130牢固连接，因此去除所述金属氧化膜能够提高待焊件一110和待焊件二120的所述焊接接头的强度，避免所述焊接接头断裂。
38.进一步的，参见图3，步骤s0：所述对待焊件一110和待焊件二120进行表面去氧化处理，例如包括：步骤s01：对待焊件一110和待焊件二120进行喷砂打磨；步骤s02：超声清洗待焊件一110和待焊件二120表面的废料；步骤s03：晾干待焊件一110和待焊件二120。
39.需要说明的是，在步骤s01中，喷砂打磨可以直接有效的去除待焊件一110和待焊件二120表面的氧化层，以及杂质，暴露出金属或合金表面，对金属或合金表面进行焊接便于提高焊接强度。同时经过打磨的金属或合金，其表面更加光滑，不容易与氧气快速反应，因此进一步提高待焊件一110和待焊件二120的抗氧化能力，提高焊接效果。
40.优选的，待焊件一110和待焊件二120去除所述金属氧化膜的方式可以是喷砂打磨，还可以是酸洗，此处不再赘述。
41.需要说明的是，在步骤s02中，超声清洗方式能够快速分散、乳化、剥离附着在所述待焊件一110和所述待焊件二120表面的废料或酸性液体，从而快速清洗，并且超声波不会损伤待焊件一110和待焊件二120的表面，保留焊缝的光滑度，便于进行焊接。
42.需要说明的是，在步骤s03中，晾干待焊件一110和待焊件二120，能够除去表面的水汽或其他液态杂质，避免在钎焊过程中，该水汽在高温条件下产生安全隐患。
43.优选的，继续参见图2，在步骤s2中，所述液态钎剂例如为硼酸三甲脂，其中，在焊接过程中，硼酸三甲脂在焊接腔141中会与氧气反应生成硼酐和硼酸，从而达到消耗氧气的效果，减少待焊件一110、待焊件二120与氧气的反应量，减少所述金属氧化膜的出现，提高所述焊接接头的强度；另外，硼酸三甲脂与氧气反应生成的硼酐和硼酸可以与所述金属氧
化膜反应，从而有效去除待焊件一110、待焊件二120的所述金属氧化膜，进一步对焊接过程起到保护作用。
44.进一步的，硼酸三甲脂的温度范围20~40℃，例如，25℃、30℃、35℃，此处不做限定。根据待焊件一110和待焊件二120的材质，或焊缝焊接的难易程度，可调节硼酸三甲脂的温度，从而提高硼酸三甲脂对焊接过程的保护作用。
45.优选的，惰性气体例如为二氧化碳、氮气、氩气等，此处不做限定。其中，硼酸三甲脂不会与上述惰性气体反应，惰性气体也不会参与焊接的化学反应。因此，惰性气体能够安全携带硼酸三甲脂，以提高焊接效果，实现均匀的焊接，避免硼酸三甲脂浪费。
46.进一步的，惰性气体的纯度例如为99%至99.9%；惰性气体的流量例如为5至20l/min。举例来说，惰性气体为氮气时，惰性气体的纯度取99.9%，惰性气体的流量取10l/min。
47.在一个具体的实施例中，在步骤s2中，惰性气体设于供气装置160内，惰性气体通过所述供气装置160通入液态钎剂容器150，所述供气装置160的出气管连通至液态钎剂容器150中的所述液态钎剂的液面以下，使得惰性气体能够充分接触所述液态钎剂后再导出，提高所述液态钎剂对焊接过程的保护效果。
48.进一步的，容器的出气管连通至焊接腔141中对应焊缝的位置，使得惰性气体附带的所述液态钎剂直接作用于焊缝，所述液态钎剂能够被充分利用，避免浪费，从而提高所述液态钎剂对焊接过程的保护作用。
49.在一个具体的实施例中，步骤s3：加热所述焊料130，对待焊件一110和待焊件二120进行焊接，例如包括：对焊接腔141外侧环绕的加热线圈170进行通电，对焊接腔141进行感应加热。其中，对加热线圈170通以交流电，待焊件一110和待焊件二120会产生强大的涡电流，从而快速升温，使焊料130融化实现焊接。
50.在一个具体的实施例中，步骤s3：加热焊料130，对待焊件一110和待焊件二120进行焊接，例如包括：焊料130加热熔化后，经过t1时间的保温，停止加热，完成焊接；其中，t1为保温预设时间。
51.需要说明的是，融化的焊料130经过一段时间保温，有助于提高焊料130与待焊件一110、待焊件二120的扩散作用，经过保温后所述焊接接头逐渐定形，从而提高所述焊接接头的性能。其中，t1例如为5至10s。
52.在一个具体的实施例中，步骤s3：加热焊料130，对待焊件一110和待焊件二120进行焊接，例如包括：焊料130加热熔化后，对所述焊接接头进行t2时间的振动，之后关闭振动并停止加热，完成焊接；其中，t2为振动预设时间。
53.需要说明的是，对所述焊接接头进行一段时间的振动，能够进一步去除其表面的所述金属氧化膜。举例来说，可采用机械振动，通过振动电机驱动所述焊接接头振动，从而加快所述金属氧化膜与硼酐、硼酸反应，去除所述金属氧化膜。其中，所述焊接接头的振动频率例如为10至40hz，振动加速度例如为0.4至0.8m/s2，t2例如为2至5秒。
54.当然，所述焊接接头也可以采用超声波振动。其中，在超声波作用下，所述焊接接头能够进行加热和振动，从而提高所述焊接接头的性能。
55.【第二实施例】参见图4，其为本发明实施例提供的一种气保护钎焊装置100，用于实现上述任一具体实施例所述的气保护钎焊方法。气保护钎焊装置100例如包括：焊接壳体140、液态钎剂
容器150和供气装置160。其中，焊接壳体140内设有焊接腔141，焊接腔141用于容纳待焊件一110、待焊件二120和焊料130；液态钎剂容器150内设有液态钎剂，液态钎剂容器150连通焊接腔141；供气装置160连通液态钎剂容器150。
56.在本实施例中，供气装置160用于提供保护气体，所述保护气体经过液态钎剂容器150进入焊接腔141，能够附带所述液态钎剂，使得焊接腔141内的所述液态钎剂更加均匀，焊接反应更加完全，使所述液态钎剂对所述焊接接头的保护效果更好。同时，所述液态钎剂在所述保护气体中，不会掉落在焊接腔141底部，因此不会浪费。
57.在一个具体的实施例中，焊接壳体140为管形结构，例如圆管或方管。焊料130设于待焊件一110、待焊件二120后，一同装入焊接腔141内。焊料130对应焊接腔141的中间位置，焊料130的周侧对应焊接壳体140的侧壁。
58.其中，焊接壳体140的内径大于待焊件一110和待焊件二120的直径，使得待焊件一110、待焊件二120与焊接壳体140的内壁之间具有空隙，用于容纳所述保护气体及所述保护气体携带的所述液态钎剂。举例来说，待焊件一110和待焊件二120的直径为15mm，焊接壳体140的内径为17mm，此处不做限定。
59.优选的，液态钎剂容器150连通至待焊件一110和待焊件二120之间的焊缝处，所述液态钎剂随保护气体进入焊接腔141后，能够直接作用于所述焊接接头，使得所述液态钎剂快速被使用，对所述焊接接头起到快速有效的保护作用，并且避免所述液态钎剂被浪费。
60.在一个具体的实施例中，气保护钎焊装置100例如还包括：加热线圈170，加热线圈170环绕于焊接壳体140。加热线圈170通入交流电后，能够对待焊件一110、待焊件二120和焊料130进行感应加热。
61.优选的，加热线圈170套设于焊接壳体140的侧壁，并且加热线圈170从焊料130的上侧延伸至焊料130的下侧，使得加热线圈170能够充分高效地加热焊料130，使焊料130融化；同时所述液态钎剂也能够均匀的参与焊接反应。
62.在一个具体的实施例中，焊接壳体140为耐高温且不可被感应加热的材料，如石英管，陶瓷，此处不做限定。
63.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。