[发明专利]桥丝激光焊接方法

说明书

本发明是激光加工技术领域中的桥丝激光焊接方法。

军用火工品的桥丝与引线之间的焊接，现多采用烙铁锡焊。这种焊接由于互焊件之间并非互熔，一直存在着焊点质量不稳等问题。

为了解决这一问题，本发明采用桥丝激光焊接方法。但在激光焊接中，又因桥丝过细及铜引线材料导热率高，反射系数大，黄铜引线的沸点低，又难以形成很好的焊接，经常出现断丝现象。另外在激光焊接中，由于桥丝变细又影响了焊点的强度。

本发明的目的是要提供一种有效的桥丝激光焊接方法，这种方法不仅使镍铬、铂铱等过细的桥丝与尺寸、性质差异很大的铜、黄铜引线在内的各种引线实现了可靠的激光互熔焊接，而且提高了焊点质量，有效地解决了这种焊接中易出现的断丝现象。

发明是这样实现的：采用脉冲激光能量进行焊接。在激光焊点处使用桥丝与引线两个互焊件以外的一种或两种金属材料。先将一种与引线不同的中介材料用激光焊于引线端面，这样做就改变了直接与桥丝接触的材料性质，对铜等引线来说，可以降低导热率、反射率。对黄铜引线来说避免了由于锌沸点低而对焊接造成的不利影响。对某些引线材料则可以从结构上解决桥丝与引线的直接可焊性。之后，在与中介材料接触的桥丝上面覆盖与中介材料相同或不同的金属材料，用脉冲激光进行焊接。桥丝在覆盖层的保护下既不断丝又可形成可靠圆滑的焊点。当所用的引线的可焊性较好时，如不锈钢、铁等引线，可不用中介材料只使用覆盖层进行焊接。当所用桥丝不太细断丝不是主要问题时，又不要求较高质量的焊点时，可只用中介材料，不用覆盖层材料进行焊接。中介材料与覆盖层可以是相同材料，也可以是不同材料。中介材料或覆盖层与所焊接的桥丝可以是相同材料，也可以是不同材料。中介材料与覆盖层材料可以是常用于焊接的纯金属、合金、自熔性合金、复合材料、及含有熔剂的上述材料。中介层与覆盖层材料可以是粉末状、片状、丝状、半球状。在激光焊接过程中，桥丝、引线及附加的材料是互熔的，呈冶金结合。

本发明方法解决了从0.01mm开始的0.01mm量级桥丝与0.5mm或更粗引线的激光焊接。桥丝可以是镍铬、铂铱、钨等。引线可以是铁、镍、不锈钢、铜、黄铜、铜芯软磁性材料包皮的复合导线、柯伐等。用这种方法焊接焊点质量稳定性好，焊成率高，且与引线、桥丝的具体材料种类相关性小。是桥丝激光焊接普遍适用的方法。本发明还可以用于细丝与尺寸差异及性能差异大的异型材料进行激光焊接。细丝可以为0.01mm起的0.01mm量级的各种常见细丝，与之互焊的异型件可以是铜、铝、铜合金、铸钢、铁、镍、柯伐等材料。本发明还实现了极薄的金属片与异型材料的激光焊接。如采用金属粉末覆盖，焊点处可得到微铆钉效果，增加了焊点强度。

发明的实例如下：电雷管镍铬桥丝（φ0.02m）与铜引线（Φ0.5mm）的激光焊接。采用激光脉冲点焊，放入镍铬硼硅自熔性合金粉末，做中介层和覆盖层。先以0.2mm刀片做粉末厚度量板，用刮板在引线端头上边留0.2mm镍铬硼硅粉末层，用YAG脉冲激光器，0.5焦耳脉能量焊接，使粉末焊于铜引线的端头，形成中介层，敷桥丝后，以同样方法铺出0.2mm同样材料的粉末层，再用0.2焦耳脉冲激光焊接，即形成焊点。