[发明专利]一种非晶合金的超声波焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及非晶合金的焊接技术领域，特别是涉及一种非晶合金的超声波焊接方法。

背景技术

非晶合金因具有强度、硬度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性、软磁性和超导性等方面的优良特性，其在电子、机械、化工等领域都得到了广泛应用。但是，虽然非晶合金具有上述所述的优良特性，但存在难加工、难焊接的缺点，从而大大限制了其应用范围。因此，非晶合金的焊接成为非晶合金应用拓展的一个技术难点。

现有技术对于非晶合金的焊接，出现了电阻焊接的方法，但是，非晶合金在利用电阻焊接时，会出现飞溅和材料氧化的现象。因此，电阻焊接时产生飞溅容易造成生产事故。另外，电阻焊接时出现材料氧化的现象，会严重影响非晶合金产品的质量，需要增加生产工序去除非晶合金产品中材料表面的氧化膜，从而不但增加生产成本，而且会降低生产效率。

另外，CN102407402A的中国专利申请公开了一种晶体和非晶的超声波焊接方法，该专利申请公开了非晶合金Zr₄₄Cu₄₀Ag₈A_l8薄片与6061铝合金箔片之间的超声波焊接法，该专利申请对所要焊接的部件的表面质量要求严格，均需对非晶和铝合金表面进行焊接预处理，即用砂纸打磨非晶表面，去除表面的氧化膜等污染物，然后用酒精擦拭非晶和铝合金表面。该现有技术焊接前对非晶和铝合金表面的预处理，不但增加了生产工序，而且大大降低了生产效率。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足之处而提供一种生产效率高，对焊接金属表面要求低的非晶合金的超声波焊接方法。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。

提供一种非晶合金的超声波焊接方法，包括焊接母材非晶合金和焊接工件，将所述非晶合金和所述焊接工件利用超声波进行焊接，它包括以下步骤：

步骤一，将所述非晶合金和所述焊接工件均放入定位槽中，所述非晶合金和所述焊接工件相互触接；所述定位槽的底部设置有用于固定所述非晶合金或者所述焊接工件的夹紧部件；

步骤二，超声波工具下降并施加压力于所述非晶合金或者所述焊接工件，所述超声波工具施加的压力为200MPa~500MPa；

步骤三，所述超声波工具产生左右振动，并带动所述非晶合金或者所述焊接工件左右振动，所述超声波工具的振动频率为21KHz~150KHz；

步骤四，所述非晶合金或者所述焊接工件在步骤二的压力和步骤三的振动下，所述非晶合金和所述焊接工件的触接面相互摩擦，以使所述非晶合金和所述焊接工件的触接面的油脂和氧化物分散并去除；

步骤五，所述非晶合金和所述焊接工件的触接面的油脂和氧化物分散并去除后，所述非晶合金和所述焊接工件的触接面因相互摩擦进行冶金结合，从而完成了超声波焊接；

所述超声波焊接过程以TTT图为基准，使所述非晶合金和所述焊接工件在不发生晶化反应的状况下完成焊接。

.优选的，上述技术方案中，所述焊接工件也为所述非晶合金。

优选的，上述技术方案中，所述焊接工件的材质含有所述非晶合金中所含元素中的一种元素或者多种元素。

优选的，上述技术方案中，所述焊接工件的材质为含有常用非晶合金组成元素中的一种元素或多种元素，所述常用非晶合金的组成元素包括Be、Ti、Ag或Pt。

优选的，上述技术方案中，所述焊接工件为一般商用合金，所述一般商用合金包括铝6061、铝6063和不锈钢SUS304。

优选的，上述技术方案中，所述焊接工件为塑料部件。

上述技术方案中，所述非晶合金和所述焊接工件的厚度均为0.1mm~5mm。

上述技术方案中，所述非晶合金的材料形状为薄片、板材、线材或者管材；所述焊接工件的材料形状为薄片、板材、线材或者管材。

优选的，上述技术方案中，所述线材为绞线。

上述技术方案中，所述夹紧部件与所述非晶合金或者所述焊接工件的接触处设置为锯齿状。

其中，本发明所述的TTT图是指温度时间转变图，本发明所述的TTT图如附图4所示。当加热曲线达到T₁（熔点）以上后进行冷却，并且加热曲线和冷却曲线均不可碰触到晶化区域。其中，在焊接过程中，只要不碰触到晶化区域，即非晶合金与焊接工件在不发生晶化反应的状况下完成焊接，即在非晶化区域中选择焊接参数均可，多种焊接参数均能达到最佳的焊接强度。

本发明的有益效果：