一种镁合金与钨合金的超声辅助钎焊方法

技术特征：
1.一种镁合金与钨合金的超声辅助钎焊方法，其特征在于，在镁合金与钨合金的钎焊过程中，依次对熔融的钎料以及镁合金施加超声波振动，具体包括以下步骤：(1)锡铝合金钎料的制备：将纯铝和纯锡按照一定的比例进行配比，室温下超声清洗10min，然后放入刚玉坩埚中，并在纯铝和纯锡表面覆盖一层助焊剂，防止钎料在制备过程中发生氧化，再对刚玉坩埚进行加热，助焊剂熔化并覆盖在纯铝和纯锡的表面，待纯铝和纯锡完全熔化后保温处理一段时间，使锡铝合金均匀化，随后冷却至室温，去除助焊剂层，得到锡铝合金钎料；(2)待焊母材表面预处理：选择合适尺寸厚度的镁合金和钨合金作为待焊母材，使用砂纸或砂盘对待焊母材进行打磨，然后采用金刚石抛光剂对待焊母材进行机械抛光，直至待焊母材表面呈现镜面，再将待焊母材置于丙酮中，室温下超声清洗15min，去除待焊母材表面的杂质，取出后冷风吹干待用，得到预处理后的镁合金母材和钨合金母材；(3)超声预涂覆：打开加热装置，设置预涂覆温度，待加热装置的温度达到预涂覆温度后，将预处理后的钨合金母材放置到加热装置上，然后在预处理后的钨合金母材上放置一定量的锡铝合金钎料，待锡铝合金钎料熔化后，将超声装置作用于锡铝合金钎料，启动超声装置，对熔融的锡铝合金钎料施加超声波振动，作用一定时间后关闭超声装置，得到预涂覆后的钨合金母材；(4)超声辅助钎焊：重新设置加热装置的温度为钎焊温度，待加热装置的温度达到钎焊温度后，将预处理后的镁合金母材放置到预涂覆后的钨合金母材上，按照自下而上的顺序依次叠放成“三明治”结构的装配工件，并对装配工件施加一定的压力，保证装配工件始终处于压紧状态，然后将超声装置作用在预处理后的镁合金母材的表面，启动超声装置，对预处理后的镁合金母材施加超声波振动，作用一定时间后关闭超声装置和加热装置，冷却至室温，待锡铝合金钎料凝固后撤去压力，得到钨-镁合金超声辅助钎焊接头。2.根据权利要求1所述的一种镁合金与钨合金的超声辅助钎焊方法，其特征在于，步骤(1)中，锡铝合金钎料中铝的质量含量为1-10％；助焊剂的型号为qj201。3.根据权利要求1所述的一种镁合金与钨合金的超声辅助钎焊方法，其特征在于，步骤(1)中，加热设备为高频感应设备，加热时感应电流数值不低于200a，以保证纯铝熔化；保温处理的时间为30min。4.根据权利要求1所述的一种镁合金与钨合金的超声辅助钎焊方法，其特征在于，步骤(2)中，镁合金母材为az31b镁合金，钨合金母材为w90nife钨合金，镁合金母材和钨合金母材的尺寸为10mm
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10mm，厚度小于5mm。5.根据权利要求1所述的一种镁合金与钨合金的超声辅助钎焊方法，其特征在于，步骤(2)中，依次使用800#、1200#、2000#和3000#的砂纸或砂盘进行打磨；依次采用0.5μm和0.25μm的金刚石抛光剂进行机械抛光。6.根据权利要求1所述的一种镁合金与钨合金的超声辅助钎焊方法，其特征在于，步骤(3)中，预涂覆温度为250℃；锡铝合金钎料的放置量为50mg。7.根据权利要求1所述的一种镁合金与钨合金的超声辅助钎焊方法，其特征在于，步骤(3)中，超声功率为180w，超声频率为20khz，超声作用时间为120s。8.根据权利要求1所述的一种镁合金与钨合金的超声辅助钎焊方法，其特征在于，步骤(4)中，钎焊温度为250-350℃；压力的施加范围为0.1-0.5mpa。
9.根据权利要求1所述的一种镁合金与钨合金的超声辅助钎焊方法，其特征在于，步骤(4)中，超声功率为30-180w，超声频率为20khz，超声作用时间为1-10s。10.根据权利要求1所述的一种镁合金与钨合金的超声辅助钎焊方法，其特征在于，步骤(3)和(4)中，加热装置包括但不限于热台、高频感应设备；超声装置的端部为直径10mm的圆，超声波振动的施加方式为持续性施加，超声波振动的方向与锡铝合金钎料以及装配工件垂直。

技术总结
本发明提供了一种镁合金与钨合金的超声辅助钎焊方法，以锡铝合金作为钎料，先通过超声预涂覆工艺，对液态钎料施加超声波振动，实现钎料与钨合金的冶金结合，再通过超声辅助钎焊工艺，对镁合金施加超声波振动，间接对液态钎料施加超声波振动，实现钎料与镁合金的冶金结合，最终实现镁合金与钨合金的低温焊接；本发明制备的锡铝合金钎料降低钨合金的钎焊温度，利用超声在液态钎料中产生的局部高温、高压，激励固液表面，促进钎料在钨合金上的低温润湿以及Al元素与W元素的低温冶金结合，本发明首次提出镁合金与钨合金的超声辅助钎焊方法，采用自主设计的超声辅助钎焊装置，无需使用钎剂、节能环保、成本低，操作简单，属于异种材料焊接技术领域。材料焊接技术领域。材料焊接技术领域。


技术研发人员：付伟 张旭东 陈梁波 宋晓国 张浩宇 李卓霖 董鹏飞
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学（威海）
技术研发日：2022.08.19
技术公布日：2022/12/1