一种水下焊接方法技术

本发明专利技术属于金属玻璃(又称非晶态合金)加工技术领域，尤其涉及一种水下焊接方法。水下焊接方法包括如下步骤：制备，制备金属玻璃；清洗，对两金属玻璃的待焊接表面进行清洁处理，以去除油污、杂质和表面氧化层；固定，将两金属玻璃放置于液态环境中，两金属玻璃的待焊接表面抵接，并对两金属玻璃进行位置固定；焊接，将超声波焊接机的超声头抵接其中一金属玻璃，超声波焊接机对金属玻璃施加超声波振动，以使两金属玻璃焊接为一体。本发明专利技术可以使两金属玻璃在不发生熔化的情况下实现了固相冶金结合，从而实现两金属玻璃的快速焊接。而实现两金属玻璃的快速焊接。而实现两金属玻璃的快速焊接。

【技术实现步骤摘要】
一种水下焊接方法


[0001]本专利技术属于金属玻璃(又称非晶态合金)加工
，尤其涉及一种水下焊接方法。

技术介绍

[0002]玻璃是非晶态物质，它的内部原子排列无规则，而金属是日常生活中常见的材料，它们大多都是内部原子排列有序的晶体结构。当把某些熔化状态下的金属材料以极快的冷却速度加以凝固，导致液体状态下无序的原子来不及排列后凝固成固体金属。这种金属内部原子为无规则排列的布局，是一种组成原子混乱度高的非晶态合金，即所说的金属玻璃，又称液态金属。金属性质与玻璃性质同时存在于金属玻璃中，使它即具有金属的光泽，保持着金属的力学性能、物理性能以及化学性能。又保持着玻璃态的性质，例如过冷液相区的软化行为，超快的表面动力学行为等。金属玻璃的性质优于晶态合金，不存在着晶格，晶界，位错等缺陷。因此，它在力学性能、物理性能、磁性能等方面往往表现出优异的特性。在微机电系统，新能源，电子等领域得到广泛的应用。
[0003]金属玻璃存在性能上的优势，然而金属玻璃难焊接的问题一直困扰着该领域，现有的焊接工艺如激光焊接，电阻焊接，电弧焊接等都属于液相焊接，通过热源将界面的金属熔化而焊接在一起。由于焊接过程中金属玻璃的冷却速度较慢，冷却时难以固定无序的原子结构，而使金属玻璃的原子重构成晶体结构，将引入位错，晶界等缺陷，这往往使焊接面的金属玻璃发生结晶而使界面变得脆弱。此外，引入热源的焊接，还会使表面出现氧化现象，严重影响金属玻璃的质量。因此以往的金属玻璃需要真空环境，较高的热源，以及需要进行一些后处理工艺，这极大的增加了焊接的成本，降低了生产效率。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的在于提供一种水下焊接方法，旨在解决如何在液态环境中焊接两金属玻璃的问题。
[0005]为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种水下焊接方法，用于在液态环境中焊接两块体金属玻璃，所述水下焊接方法包括如下步骤：
[0006]制备，制备所述金属玻璃；
[0007]清洗，对两所述金属玻璃的待焊接表面进行清洁处理，以去除油污、杂质和表面氧化层；
[0008]固定，将两所述金属玻璃放置于所述液态环境中，两所述金属玻璃的待焊接表面抵接，并对两所述金属玻璃进行位置固定；
[0009]焊接，将超声波焊接机的超声头抵接其中一所述金属玻璃，所述超声波焊接机对所述金属玻璃施加超声波振动，以使两所述金属玻璃焊接为一体。
[0010]在一个实施例中，所述制备步骤中，通过真空吸铸、铜模快速冷却和/或电弧熔炼的方法制备所述金属玻璃。
[0011]在一个实施例中，所述清洁步骤中，使用砂纸对所述金属玻璃进行抛光处理。
[0012]在一个实施例中，在所述固定步骤中，使用固定装置对两所述金属玻璃进行夹紧固定。
[0013]在一个实施例中，所述固定装置包括支撑底板、夹紧侧板以及固定件，所述支撑底板平铺设置，两所述金属玻璃沿竖直方向层叠设置，其中一所述金属玻璃连接所述支撑板，所述夹紧侧板开设有定位槽，且所述夹紧侧板设置有两块，所述金属玻璃位于两所述夹紧侧板，且所述金属玻璃部分收容其中一所述定位槽而另一部分收容于另一所述定位槽，所述固定件用于连接两所述夹紧侧板。
[0014]在一个实施例中，所述固定件具有弹性恢复力，所述固定件的一端连接其中一所述夹紧侧板，所述固定件的另一端连接另一所述夹紧侧板。
[0015]在一个实施例中，所述夹紧侧板开设有通孔，所述固定件包括锁紧螺栓以及锁紧螺母，所述锁紧螺栓的两端分别位于两所述夹紧侧板的所述通孔，所述锁紧螺母螺锁于所述锁紧螺栓。
[0016]在一个实施例中，所述超声波装置的超声头完全覆盖所述金属玻璃的接触表面。
[0017]在一个实施例中，两所述金属玻璃沿竖直方向层叠设置，其中一所述金属玻璃上施加有朝下的预载力，并朝下压紧另一所述金属玻璃。
[0018]在一个实施例中，项所述的水下焊接方法，其特征在于：所述金属玻璃包括Zr基金属玻璃，Cu基金属玻璃，La基金属玻璃，Pd基金属玻璃以及Pt基金属玻璃。
[0019]本申请的有益效果在于：在进行焊接时，通过超声波焊接机对金属玻璃产生纵波并驱动金属玻璃振动和提供能量，打破金属玻璃表面的氧化层，超声波的纵波在两金属玻璃的抵接处对液体产生振动，使两待焊接表面出现一个瞬时的真空区域，使两抵接的待焊接表面之间没有液体存在，再利用超快表面动力学行为使两金属玻璃发生微小的形变和有限的温升，使金属玻璃新鲜的原子通过超快表面动力学扩散到双方的基体中，形成稳定的固相冶金结合，使两金属玻璃在不发生熔化的情况下实现了固相冶金结合，从而实现两金属玻璃的快速焊接。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或示范性技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0021]图1为本申请实施例提供的水下焊接方法中两金属玻璃焊接前的结构示意图；
[0022]图2为图1的水下焊接方法中两金属玻璃焊接中的结构示意图；
[0023]图3为图1的的水下焊接方法中两金属玻璃焊接后的结构示意图；
[0024]图4为图1的水下焊接方法中两金属玻璃焊接前的爆炸示意图；图5为本申请实施例中的夹紧侧板的结构示意图；
[0025]图6为本申请另一实施例中的夹紧侧板的结构示意图；
[0026]图7为本申请实施例提供的水下焊接方法的流程图。
[0027]其中，图中各附图标记：
[0028]1、超声头；
[0029]2、金属玻璃；
[0030]4、定位槽；
[0031]5、夹紧侧板；
[0032]6、通孔；
[0033]7、锁紧螺栓；
[0034]8、支撑底板；
[0035]9、锁紧螺母；
具体实施方式
[0036]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本申请。
[0037]需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下焊接方法，用于在液态环境中焊接两块体金属玻璃，其特征在于，所述水下焊接方法包括如下步骤：制备，制备所述金属玻璃；清洗，对两所述金属玻璃的待焊接表面进行清洁处理，以去除油污、杂质和表面氧化层；固定，将两所述金属玻璃放置于所述液态环境中，两所述金属玻璃的待焊接表面抵接，并对两所述金属玻璃进行位置固定；焊接，将超声波焊接机的超声头抵接其中一所述金属玻璃，所述超声波焊接机对所述金属玻璃施加超声波振动，以使两所述金属玻璃焊接为一体。2.如权利要求1所述的水下焊接方法，其特征在于：所述制备步骤中，通过真空吸铸、铜模快速冷却和/或电弧熔炼的方法制备所述金属玻璃。3.如权利要求1所述的水下焊接方法，其特征在于：所述清洁步骤中，使用砂纸对所述金属玻璃进行抛光处理。4.如权利要求1
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3任意一项所述的水下焊接方法，其特征在于：在所述固定步骤中，使用固定装置对两所述金属玻璃进行夹紧固定。5.如权利要求4所述的水下焊接方法，其特征在于：所述固定装置包括支撑底板、夹紧侧板以及固定件，所述支撑底板平铺设置，两所述金属玻璃沿竖直方向层叠设置，其中一所述金属玻璃连接所述支撑板，所述夹紧侧板开设有定位槽，且所述夹...

【专利技术属性】
技术研发人员：马将，黄志远，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：