The invention discloses an acoustic instantaneous liquid phase welding method based on monotectic reaction and its application, which cleans the middle layer and two base metal surfaces to be welded, clamps the middle layer and base metal to form a structure of \base metal/middle layer/base metal\. Under atmospheric environment, the structure is heated, and when the temperature rises to a predetermined temperature, the structure exceeds the required temperature. The ultrasonic transducer acts on the structure and exerts pressure along the direction perpendicular to the welded surface; when the monotectic reaction between the base metal and the middle layer occurs and the liquid phase is formed, the heating stops, and the ultrasonic transducer continues to act on the structure and exert pressure. When the structure is cooled to room temperature, the ultrasonic action and application stops. Pressure, complete welding. The present invention is carried out in atmospheric environment. Under the dual action of sound field and heat field, it promotes the element diffusion between the intermediate layer and the base material, and initiates the monotectic reaction by utilizing the comprehensive action of the factors such as acoustic plastic effect, friction, cavitation and acoustic stirring caused by ultrasonic wave.
【技术实现步骤摘要】
基于偏晶反应的声致瞬间液相焊接方法及其应用
本专利技术属于焊接
,具体来说涉及一种基于偏晶反应的声致瞬间液相焊接方法及其应用。
技术介绍
偏晶反应是指具有确定成分的液相L1,在一定的温度下,结晶出固相S1和另一与L1不相溶的液相L2的过程,即L1→S1+L2,如图6所示。在液相线以下,存在互不相溶的液相L1和L2;当成分为m的偏晶合金冷却到偏晶点温度Tm以下时,偏晶反应Lm→α+L2发生。除此之外,偏晶反应发生的偏晶点温度都较高。偏晶合金具有良好导热导电性,某些偏晶合金还具有超导性能(胡汉起.金属凝固原理.北京:机械工业出版社,1991.)。而偏晶反应温度都较高,在Al-Pb偏晶反应体系中,偏晶反应温度仅低于Al熔点1.5℃,因此,在焊接过程中,很少应用偏晶反应产生液相来完成焊接。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术的目的在于提供一种基于偏晶反应的声致瞬间液相焊接方法及其应用。本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的。一种基于偏晶反应的声致瞬间液相焊接方法,包括以下步骤:1)对中间层和2个待焊的母材表面进行清洁,装夹所述中间层和母材,以使2个所述母材分别位于所述中间层的上、下表面,形成“母材/中间层/母材”的结构,其中,所述母材为金属材料或非金属材料,所述中间层为能够与该母材发生偏晶反应的材料;在所述步骤1)中,所述中间层的厚度为0.01~1mm,优选为0.2~0.5mm。在所述步骤1)中,2个所述母材为相同材质或不同材质。在所述步骤1)中,所述母材为纯铝、铝合金、纯铜、铜合金或金属基复合材料。在所述步骤1)中,所述中间层为纯铟金属层、铟基 ...
【技术保护点】
1.一种基于偏晶反应的声致瞬间液相焊接方法,其特征在于,包括以下步骤:1)对中间层(3)和2个待焊的母材(2)表面进行清洁,装夹所述中间层(3)和母材(2),以使2个所述母材(2)分别位于所述中间层(3)的上、下表面,形成“母材(2)/中间层(3)/母材(2)”的结构,其中,所述母材(2)为金属材料或非金属材料,所述中间层(3)为能够与该母材(2)发生偏晶反应的材料;2)在大气环境下,对步骤1)中所述结构进行加热,当温度升至预定温度时,超声波换能器(1)对所述结构进行超声波作用并沿垂直于待焊面的方向施加压力,其中,所述预定温度高于共晶反应温度且低于偏晶反应温度,以使所述母材(2)与中间层(3)发生偏晶反应;3)待所述母材(2)与中间层(3)发生偏晶反应并生成液相后,停止加热,超声波换能器(1)继续对所述结构进行超声波作用并施加压力,待所述结构冷却至室温后,停止超声波作用和施加压力,完成焊接。
【技术特征摘要】
1.一种基于偏晶反应的声致瞬间液相焊接方法,其特征在于,包括以下步骤:1)对中间层(3)和2个待焊的母材(2)表面进行清洁,装夹所述中间层(3)和母材(2),以使2个所述母材(2)分别位于所述中间层(3)的上、下表面,形成“母材(2)/中间层(3)/母材(2)”的结构,其中,所述母材(2)为金属材料或非金属材料,所述中间层(3)为能够与该母材(2)发生偏晶反应的材料;2)在大气环境下,对步骤1)中所述结构进行加热,当温度升至预定温度时,超声波换能器(1)对所述结构进行超声波作用并沿垂直于待焊面的方向施加压力,其中,所述预定温度高于共晶反应温度且低于偏晶反应温度,以使所述母材(2)与中间层(3)发生偏晶反应;3)待所述母材(2)与中间层(3)发生偏晶反应并生成液相后,停止加热,超声波换能器(1)继续对所述结构进行超声波作用并施加压力,待所述结构冷却至室温后,停止超声波作用和施加压力,完成焊接。2.根据权利要求1所述的声致瞬间液相焊接方法,其特征在于,在所述步骤1)中,所述中间层(3)的厚度为0.01~1mm,优选为0.2~0.5mm。3.根据权利要求2所述的声致瞬间液相焊接方法,其特征在于,在所述步骤1)中,2个所述母材(2)为相同材质或不同材质,所述母材(2)为纯铝、铝合金、纯铜、铜合金或金属基复合材料,所述中间层(3)为纯铟金属层、铟基金属层、纯铋金属层、铋基金属层、纯铅金属层或含铅金属层。4.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员:王谦,张兆芃,朱琳,宋浦丰,周小玉,唐新宇,胡娅,郎强,付阳,胡广帅,张雪松,潘春婷,刘新悦,许普凯,范晓宇,李要光,
申请(专利权)人:天津理工大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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