[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

说明书

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，本发明属于空气反应钎焊技术领域，它为了解决现有空气气氛加热系统只能提供单一的加热功能，无法满足RAB连接对多场耦合需求的问题。本发明多场耦合空气反应钎焊装置中的加热炉体置于支撑架的架体平台面上，压力气缸上的压力轴竖直伸入加热炉体的炉膛内部，电场机构位于磁场机构的管件内，其中电场机构包括顶部电极、多个连接杆和底部电极，所述的磁场机构为螺线管。钎焊过程是将待焊母材装配在电场机构的底部电极和顶部电极之间，电场机构装配于磁场机构的通电螺线管中。本发明多场耦合空气反应钎焊装置能够提供压力、电场和磁场的多场耦合连接环境，提高了RAB连接质量。

技术领域

本发明属于空气反应钎焊技术领域，具体涉及一种适用于实现陶瓷材料、金属材料以及复合材料同质或异质连接的多场耦合空气反应钎焊设备及方法。

背景技术

空气反应钎焊(Reactive Air Brazing,RAB)，是一种新型的连接方法，采用贵金属-金属氧化物钎料体系，能够在空气气氛直接实现材料高温钎焊连接。与传统高温真空钎焊相比，空气反应钎焊不需要真空系统或保护性气氛，极大的降低了设备和生产成本，同时获得的钎焊接头具备抗高温氧化性能，特别适用于高温腐蚀环境结构件和功能件的连接，例如固体氧化物燃料电池堆封接。

目前市场上还没有专门针对空气反应钎焊所开发的设备，一定程度上阻碍了空气反应钎焊方法的推广和应用。当前经常使用的空气气氛加热系统，例如马弗炉、感应加热系统和火焰加热系统等，都只能提供单一的加热功能，无法满足RAB连接对多场耦合的需求，尤其是对装配应力场的需求，这严重限制了RAB连接的质量和灵活性，导致连接过程无法达到一定的工艺要求，因此接头会产生过多连接缺陷。目前针对空气反应钎焊连接的工艺方法也不够详细，为了减少工艺过程对接头连接质量的影响，需要开发针对空气反应钎焊特性的连接工艺。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有空气气氛加热系统只能提供单一的加热功能，无法满足RAB连接对多场耦合需求的问题，而提供一种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。

本发明多场耦合空气反应钎焊装置包括加热炉体、支撑架、压力气缸、电场机构和磁场机构，所述的加热炉体置于支撑架的架体平台面上，加热炉体的顶部和两侧炉壁上各开有一个通孔，压力气缸上的压力轴从加热炉体顶部通孔竖直伸入加热炉体的炉膛内部，电场机构和磁场机构通过卡具安装在炉膛的底部，电场机构位于磁场机构的管件内，电场机构通过导线经加热炉体侧炉壁上的一个通孔与电场电源连接，磁场机构通过导线经加热炉体侧炉壁上的另一个通孔与磁场电源连接；

其中所述的电场机构包括顶部电极、多个连接杆和底部电极，在底部电极的上表面竖立有多个连接杆，顶部电极穿过连接杆设置在底部电极的上方，待焊工件装配在底部电极与顶部电极之间；

其中所述的磁场机构为螺线管，即铂导线螺旋缠绕在管件的绕线沟槽中。

本发明应用多场耦合空气反应钎焊装置进行空气反应钎焊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；