kovar合金与玻璃的焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种kovar合金与玻璃的焊接方法，其包括如下步骤：S1.提供kovar合金；S2.打磨抛光kovar合金；S3.超声清洗和清洁处理；S4.激光对kovar合金重熔处理；S5.送入管式炉中加热。本发明专利技术的kovar合金与玻璃的焊接方法中，采用激光器进行直线照射处理kovar合金表面，而不是采用炉子对整个kovar合金进行处理，不仅减少了能源浪费，同时由于仅仅对需要润湿(或封接)的区域进行了处理，合金其他区域没有受到影响，从而合金(金属)的性能没有得到恶化，提高了服役性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，其包括如下步骤：S1.提供kovar合金；S2.打磨抛光kovar合金；S3.超声清洗和清洁处理；S4.激光对kovar合金重熔处理；S5.送入管式炉中加热。本专利技术的中，采用激光器进行直线照射处理kovar合金表面，而不是采用炉子对整个kovar合金进行处理，不仅减少了能源浪费，同时由于仅仅对需要润湿(或封接)的区域进行了处理，合金其他区域没有受到影响，从而合金(金属)的性能没有得到恶化，提高了服役性能。【专利说明】
本专利技术涉及kovar合金的焊接
,尤其涉及一种。
技术介绍
玻璃材料因高温耐磨、耐蚀、绝缘，抗氧化能力强等特点被广泛的应用，但玻璃本身的低延性、冲击韧性差则限制了其在工程中的应用。因此结合了玻璃与金属双重优良性能的玻璃金属复合连接(焊接)材料应运而生，并广泛应用于微电子封装、电池、仪器仪表、太阳能真空集热管、复合材料等领域，因此研究玻璃与金属封接有重要意义。玻璃与金属的封接方法有很多种，其中研究最多且理论较成熟的为匹配封接。匹配封接是在封接前先对金属进行预氧化处理，使金属表面生成一层厚度适当的氧化层，再将金属与玻璃放在炉中加热保温一定时间然后冷却至室温，但是匹配封接要在炉中加热然后冷却，从而匹配封接的生产周期长。玻璃与金属焊接性能的好坏通常使用润湿性来衡量，其中，润湿性是指固体界面由固-气界面转变为固-液界面的现象，润湿性通过润湿角来表示。当液滴滴在固体表面时，根据润湿性不同可出现不同形状，液滴在固液接触边缘的切线与固体平面间的夹角称为润湿角。上述润湿性能的好坏直接影响玻璃与金属的焊接效果，具体地，两者之间的润湿角越小表明润湿性越好。从而，上述匹配封接 中，金属表面经过预氧化处理形成的氧化层对玻璃与金属的润湿性有很大影响，氧化层与液态金属的界面张力要比金属与玻璃界面张力低，因此氧化层一般能提高润湿性。故传统的玻璃与金属(合金)的匹配封接中，合金表面都是先放在炉子中进行预先热氧化处理，获得一定厚度的氧化层，然后玻璃在与金属(合金)进行润湿(又叫封接，焊接)。上述封接方法要在炉中加热进行预先热氧化后冷却，然后在进行润湿(封接)，从而造成了生产周期长。此外，现有的封接方法中，对于金属(合金)不需要进行润湿或封接的区域也进行了热氧化，恶化了材料的性能，使得材料的服役性能大为下降，而且对整个金属(合金)进行处理，浪费了额外的能源。
技术实现思路
针对上述问题,本专利技术提供了一种。激光加工技术由于可以对指定区域进行加工处理，能够完成熔化合金表面，从而使得合金表面指定区域形成一定的改性层，该层与金属(合金)直接进行润湿，可以完全润湿。由此大大促进了玻璃与金属(合金)封接的改进，同时没有对其他区域进行处理，对合金服役性能也得到了极大的改善。基于激光加工技术，为了实现上述目的，本专利技术的一种，其包括如下步骤: S1.提供与玻璃进行封接的kovar合金；S2.对提供的kovar合金进行表面抛光处理；S3.再对经过表面抛光处理的kovar合金进行清洗，清洗后吹干备用；S4.激光器在控制系统控制下，发射激光对kovar合金的待加工区域进行扫描重熔处理；S5.将与kovar合金进行焊接的玻璃放置于kovar合金的加工区域上,并将kovar合金与玻璃送入管式炉中进行加热，加热时进行程序升温，加热完毕后，进行保温处理，再降温至室温。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S2中对kovar合金进行表面抛光处理时，利用砂纸对kovar合金表面进行打磨抛光。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S3中进行清洗时，首先进行超声清洗，再利用无水酒精或丙酮进行清洗。作为本专利技术的进一步改进，所述kovar合金的厚度为0.5mm~IOmm,所述kovar合金经重熔处理后，表面粗糙度小于重熔处理前kovar合金表面粗糙度的两倍。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S4中，发射的激光的波长为800~10640nm，功率为30~700W，扫描速度为2~26mm/s。作为本专利技术的进一步改进，所述激光器为YAG激光器、二氧化碳激光器、或半导体激光器。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S5还包括:S51.提供玻璃粉，将其放置于圆筒中，再将圆筒放置于压力机下，于5MPa下加压，形成玻璃块；S52.将玻璃块放置于kovar合金的加工区域上，并将kovar合金与玻璃块送入管式炉中进行加热，加热时进行程序升温，加热完毕后，进行保温处理，再降温至室温。作为本专利技术的进一步改进，在管式炉中进行加热时，在管式炉中的匀温区进行加热，程序升温时，升温速度为4°C /min，升温至1100°C，保温IOOmin,降温时，控制降温速率为5°C /min，至温度降低至室温时止。作为本专利技术的进一步改进，在管式炉中进行升温和降温是在大气条件下进行的。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是:本专利技术的通过优化工艺参数、精确控制激光重熔处理区域，控制功率、扫描速度，获得了特定的改性处理区域，如此克服了现有的预氧化处理方式中存在的不足。此外，本专利技术的中，采用激光器进行直线照射处理kovar合金表面,而不是采用炉子对整个kovar合金进行处理,不仅减少了能源浪费，同时由于仅仅对需要润湿(或封接)的区域进行了处理，合金其他区域没有受到影响，从而合金(金属)的性能没有得到恶化，提高了服役性能。本专利技术的还具备能量可控性高、加工热影响区窄、加工效率高等优点，可更好地适应柔性制造环境。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的的【具体实施方式】的方法流程图；图2为本专利技术的中润湿角与润湿或不润湿(焊接性能好坏)的分布示意图，其中图2中以90°为界，指向纸面左侧为润湿，指向纸面右侧为不润湿；图3为本专利技术的中焊接在一起的kovar合金与玻璃的润湿角测试金相照片；图4为对比例中，没有经过激光重熔处理、也没有经过预先热氧化处理的kovar合金与玻璃的照片；图5为对比例中，没有经过激光重熔处理的kovar合金与玻璃焊接后的润湿角测试金相照片。 【具体实施方式】下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示,本专利技术的,其包括如下步骤:S1.提供与玻璃进行封接的kovar合金。S2.对提供的kovar合金进行表面抛光处理。其中，对kovar合金进行表面抛光处理时，利用砂纸对kovar合金表面进行打磨抛光。S3.再对经过表面抛光处理的kovar合金进行清洗，清洗后吹干备用。所述步骤S3中进行清洗时，首先进行超声清洗，再利用无水酒精或丙酮进行清洗，以保证kovar合金加工面的清洁。S4.激光器在控制系统控制下，发射激光对kovar合金的待加工区域进行扫描重熔处理。其中，发射的激光的波长为800~10640nm，功率为30~700W，扫描速度为2~26mm/s。经过激光的扫描重熔处理后，保证kovar合金表面粗糙度小于重熔处理前kovar合金表面粗糙度的两倍。本实施方式中，kovar合金的厚度为0.5mm~10mm。上述激光器可以为YAG激光器、二氧化碳激光器、或半导体激光器。上述激光对kov本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种kovar合金与玻璃的焊接方法，其特征在于，所述kovar合金与玻璃的焊接方法包括如下步骤：S1.提供与玻璃进行封接的kovar合金；S2.对提供的kovar合金进行表面抛光处理；S3.再对经过表面抛光处理的kovar合金进行清洗，清洗后吹干备用；S4.激光器在控制系统控制下，发射激光对kovar合金的待加工区域进行扫描重熔处理；S5.将与kovar合金进行焊接的玻璃放置于kovar合金的加工区域上，并将kovar合金与玻璃送入管式炉中进行加热，加热时进行程序升温，加热完毕后，进行保温处理，再降温至室温。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，陈长军，刘星，王晓南，张超，李洋，万德田，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32