[发明专利]多场耦合空气反应钎焊装置及应用其进行空气反应钎焊方法

权利要求书

1.多场耦合空气反应钎焊装置，其特征在于该多场耦合空气反应钎焊装置包括加热炉体(1)、支撑架(3)、压力气缸(4)、电场机构(8)和磁场机构(10)，所述的加热炉体(1)置于支撑架(3)的架体平台面上，加热炉体(1)的顶部和两侧炉壁上各开有一个通孔，压力气缸(4)上的压力轴(5)从加热炉体(1)顶部通孔竖直伸入加热炉体(1)的炉膛(2)内部，电场机构(8)和磁场机构(10)通过卡具安装在炉膛(2)的底部，电场机构(8)位于磁场机构(10)的管件(18)内，电场机构(8)通过导线经加热炉体(1)侧炉壁上的一个通孔与电场电源(9)连接，磁场机构(10)通过导线经加热炉体(1)侧炉壁上的另一个通孔与磁场电源(11)连接；

其中所述的电场机构(8)包括顶部电极(12)、多个连接杆(13)和底部电极(14)，在底部电极(14)的上表面竖立有多个连接杆(13)，顶部电极(12)穿过连接杆(13)设置在底部电极(14)的上方，待焊工件装配在底部电极(14)与顶部电极(12)之间；

其中所述的磁场机构(10)为螺线管，即铂导线(19)螺旋缠绕在管件(18)的绕线沟槽中。

2.根据权利要求1所述的多场耦合空气反应钎焊装置，其特征在于所述的底部电极(14)和顶部电极(12)的结构相同，底部电极(14)和顶部电极(12)的结构均是铂电极(16)固定在陶瓷底座(15)上。

3.根据权利要求1所述的多场耦合空气反应钎焊装置，其特征在于压力气缸(4)由空气压缩机(7)提供压缩气体，空气压缩机(7)位于支撑架(3)的底部。

4.根据权利要求1所述的多场耦合空气反应钎焊装置，其特征在于电场电源(9)和磁场电源(11)分别安装在支撑架(3)左右侧壁的外协板上。

5.应用如权利要求1所述的多场耦合空气反应钎焊装置进行空气反应钎焊方法，其特征在于该方法按下列步骤实现：

步骤一、对母材的待连接表面进行除污和清洁处理，得到清洁后的母材；

步骤二、向RAB钎料中加入粘接剂，混合均匀得到钎料膏；

步骤三、将钎料膏均匀涂覆在母材的待连接表面，干燥处理后得到待焊母材；

步骤四、将待焊母材装配在电场机构的底部电极和顶部电极之间，保证待焊母材与底部电极和顶部电极紧密接触，得到预装焊件的电场机构；

步骤五、将预装焊件的电场机构装配于磁场机构的通电螺线管中；

步骤六、在加热炉体内，控制压力气缸上的压力轴竖直向下运动抵在电场机构的顶部电极上，逐渐增加装配压力至焊接所需压力值；

步骤七、开启加热炉体，电场机构和磁场机构通电，在电场和磁场的多场耦合环境下进行空气反应钎焊，冷却至室温，取出，完成空气反应钎焊；

其中步骤二中所述的RAB钎料为贵金属-金属氧化物钎料体系，其中贵金属为银、金或铂，金属氧化物为氧化铜、氧化钒、氧化铌、氧化铝、氧化钛、氧化镁或氧化镍。

6.根据权利要求5所述的应用多场耦合空气反应钎焊装置进行空气反应钎焊方法，其特征在于步骤一中的母材为金属材料或陶瓷材料，其中金属材料为铜、铂、金、镍、镍基合金、TiAl合金或不锈钢；陶瓷材料为氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、二氧化硅陶瓷、尖晶石类陶瓷或钙钛矿类陶瓷。

7.根据权利要求5所述的应用多场耦合空气反应钎焊装置进行空气反应钎焊方法，其特征在于步骤一中所述的除污和清洁处理是将母材置于酒精中进行超声清洗5～10min，然后进行烘干处理。

8.根据权利要求5所述的应用多场耦合空气反应钎焊装置进行空气反应钎焊方法，其特征在于步骤二中所述的粘接剂由乙基纤维素和松油醇均匀混合制备而成。

9.根据权利要求5所述的应用多场耦合空气反应钎焊装置进行空气反应钎焊方法，其特征在于当RAB钎料为银基钎料时，步骤七中则控制空气反应钎焊的加热温度为960～1150℃；当RAB钎料为金基钎料时，步骤七中则控制空气反应钎焊的加热温度为1060～1200℃；当RAB钎料为铂基钎料时，步骤七中则控制空气反应钎焊的加热温度为1760～1900℃。