CN103921011B - 一种美式窗焊料及其无缝焊接方法 - Google Patents

一种美式窗焊料及其无缝焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种美式窗焊料，其原料按重量百分比包括：硅4.5‑6％，锑0.1‑0.3％，铜20‑23％，镍2.5‑4％，锂0.5‑0.72％,铋0.15‑0.3％,银0.1‑0.15％，硼0.2‑0.4％，余量为铝。本发明还公开了一种美式窗焊料的无缝焊接方法，包括如下步骤：将待焊接部位的表面进行打磨去除表面氧化膜；对打磨后的焊接断面打磨坡度；用酸洗钝化液清洗待焊接部位；用所述美式窗焊料对待焊接部位进行焊接；用水溶性清洗剂清洗焊接部位。本发明中，上述美式窗焊料的钎焊温度低，耐热循环性能优异，耐磨及耐腐性性能好，力学性能优异。

Description

一种美式窗焊料及其无缝焊接方法
技术领域
本发明涉及焊料技术领域，尤其涉及一种美式窗焊料及其无缝焊接方法。
背景技术
焊料是用于填加到焊缝、堆焊层和钎缝中的金属合金材料的总称。焊料的主要作用就是把被焊物连接起来，对电路来说构成一个通道。常用焊锡具备的条件为焊料的熔点要低于被焊工件，易于与被焊物连成一体，具有一定的抗压能力，要有较好的导电性能及较快的结晶速度。但是，近年来环保意识高涨，RoHS规定对铅进行了规制，导致含有铅的Pb-Sn焊料的使用也受到限制，开始使用不含铅的所谓“无铅焊料”。目前使用的Sn-Ag-Cu焊料合金作为无铅焊料，无铅焊料合金的适用范围虽然越发扩大，但是在一些环境下其焊料接头易产生破断、劣化的现象。
随着近代机械制造工业如航空、航海、汽车工业的发展，铝合金因其优异的性能而备受青睐，铝是典型的轻金属，导电性优良，其化学性能活泼，在空气中极易与氧作用生成致密的与基体结合牢固的氧化铝薄膜以阻止氧化的继续进行，其防腐蚀能力较强，在近代工业生产材料中占有独特的地位，随着铝质焊料应用范围的扩大，目前对其钎焊温度、耐热循环、耐磨及耐腐蚀性能要求越来越高。
发明内容
本发明提出了一种美式窗焊料及其无缝焊接方法，上述美式窗焊料的钎焊温度低，耐热循环性能优异，耐磨及耐腐性性能好，力学性能优异，使用寿命长。
本发明提出的一种美式窗焊料，其原料按重量百分比包括：
优选地，所述的美式窗焊料的原料按重量百分比包括：
优选地，所述硅含量为5-5.2％，锑含量为0.2-0.25％，铝含量为68-69.3％。
优选地，所述硅与铜两者所占总重量比不低于26.5％。
优选地，铝与镍的重量比为20-21.7。
本发明还公开了一种美式窗焊料的无缝焊接方法，包括如下步骤：
S1、将待焊接部位的表面进行打磨去除表面氧化膜；
S2、对S1打磨后的焊接断面打磨坡度；
S3、用酸洗钝化液清洗待焊接部位；
S4、用所述美式窗焊料对待焊接部位进行焊接；
S5、用水溶性清洗剂清洗焊接部位。
优选地，在S3中，所使用的酸洗钝化液按重量百分比由20％硝酸+10％氢氟酸+70％水组成或由5％硝酸+2％重铬酸钾+93％水组成或由20％盐酸+30％硝酸+50％水组成。
本发明中，铜具有提高耐冲击性和降低固相线温度的效果，铝、铜共用可形成的金属化合物氧化铜导致焊料脆性较大，铋对焊料的湿润性能效果明显，但是铋含量过高脆性显著，焊料的耐冲击性下降，在其中添加适量的镍元素并使其含量处于合适的范围，与上述铋、铝、铜共用可在显著改善焊料脆性、耐热循环性能的前提下，大大增强焊料耐冲击性能，并降低焊料钎焊温度，焊料的润湿效果好，材料的力学性能优异。通过合理控制原料中硅、锑及铝的含量及三者的重量比处于合理的范围内，可在保持焊料的导电性能的前提下，显著增强耐腐蚀性能；锑与铜相互作用，并在其中添加适量银可提高焊料的强度，耐磨性能好，硅与铜相互作用，可在较高压力及较高温度下，增强焊料加工性能及耐蚀性能好，且抗应力腐蚀破裂的能力大大高于一般的焊料，本发明中，上述美式窗焊料的钎焊温度低，耐热循环性能优异，耐磨及耐腐性性能好，力学性能优异，使用寿命长。
附图说明
图1为本发明提出的一种美式窗焊料的无缝焊接方法的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
一种美式窗焊料，其原料按重量百分比包括：
实施例2
一种美式窗焊料，其原料按重量百分比包括：
实施例3
一种美式窗焊料，其原料按重量百分比包括：
实施例4
一种美式窗焊料，其原料按重量百分比包括：
实施例5
一种美式窗焊料，其原料按重量百分比包括：
本发明中，上述美式窗焊料的钎焊温度低，耐热循环性能优异，耐磨及耐腐性性能好，力学性能优异，使用寿命长。
如图1所示，图1为本发明提出的一种美式窗焊料的无缝焊接方法的工艺流程图。
参照图1，实施例1-5中所述美式窗焊料的无缝焊接方法包括如下步骤：
S1、将待焊接部位的表面进行打磨去除表面氧化膜；
S2、对S1打磨后的焊接断面打磨坡度；
S3、用酸洗钝化液清洗待焊接部位；
S4、用所述美式窗焊料对待焊接部位进行焊接；
S5、用水溶性清洗剂清洗焊接部位。
其中，所述酸洗钝化液按重量百分比由20％硝酸+10％氢氟酸+70％水组成或由5％硝酸+2％重铬酸钾+93％水组成或由20％盐酸+30％硝酸+50％水组成。
上述实施例1-5所述的美式窗焊料，铜具有提高耐冲击性和降低固相线温度的效果，铝、铜共用可形成的金属化合物氧化铜导致焊料脆性较大，铋对焊料的湿润性能效果明显，但是铋含量过高脆性显著，焊料的耐冲击性下降，在其中添加适量的镍元素并使其含量处于合适的范围，与上述铋、铝、铜共用可在显著改善焊料脆性、耐热循环性能的前提下，大大增强焊料耐冲击性能，并降低焊料钎焊温度，焊料的润湿效果好，材料的力学性能优异。通过合理控制原料中硅、锑及铝的含量及三者的重量比处于合理的范围内，可在保持焊料的导电性能的前提下，显著增强耐腐蚀性能；锑与铜相互作用，并在其中添加适量银可提高焊料的强度，耐磨性能好，硅与铜相互作用，可在较高压力及较高温度下，增强焊料加工性能及耐蚀性能好，且抗应力腐蚀破裂的能力大大高于一般的焊料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种美式窗焊料，其特征在于，其原料按重量百分比包括：
硅 4.5-5.3％，
锑 0.1-0.3％，
铜 21-23％，
镍 2.5-4％，
锂 0.5-0.72％,
铋 0.15-0.3％,
银 0.1-0.15％，
硼 0.2-0.4％，
余量为铝。
2.根据权利要求1所述的美式窗焊料，其特征在于，其原料按重量百分比包括：
硅 4.8-5.3％，
锑 0.15-0.27％，
铜 21-22％，
镍 3-3.5％，
锂 0.6-0.7％,
铋 0.15-0.2％,
银 0.13-0.14％，
硼 0.3-0.35％，
余量为铝。
3.根据权利要求2所述的美式窗焊料，其特征在于，所述硅含量为5-5.2％，锑含量为0.2-0.25％，铝含量为68-69.3％。
4.根据权利要求2所述的美式窗焊料，其特征在于，所述硅与铜两者所占总重量比不低于26.5％。
5.根据权利要求2所述的美式窗焊料，其特征在于，铝与镍的重量比为20-21.7。
6.一种使用权利要求1-5任一项所述的美式窗焊料的无缝焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将待焊接部位的表面进行打磨去除表面氧化膜；
S2、对S1打磨后的焊接断面打磨坡度；
S3、用酸洗钝化液清洗待焊接部位；
S4、用所述美式窗焊料对待焊接部位进行焊接；
S5、用水溶性清洗剂清洗焊接部位。
7.根据权利要求6所述的无缝焊接方法，其特征在于，在S3中，所使用的酸洗钝化液按重量百分比由20％硝酸+10％氢氟酸+70％水组成或由5％硝酸+2％重铬酸钾+93％水组成或由20％盐酸+30％硝酸+50％水组成。
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