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國(guó)內(nèi)外釬焊與擴(kuò)散焊的現(xiàn)狀及發(fā)展

2016-05-09 16:42:00
釬焊及特種連接委員會(huì) 薛松柏 錢乙余
原創(chuàng)
13319
摘要:釬焊技術(shù)是一門古老的技術(shù),我國(guó)可追溯到秦始皇時(shí)期的在西安兵馬俑出土的銅馬車的制造上,就使用了釬焊技術(shù)。目前,釬焊材料的生產(chǎn)屬于有色金屬行業(yè),而電焊條屬于黑色金屬行業(yè),這兩個(gè)行業(yè)雖有很大差別,但也有許多共同之處。釬焊與擴(kuò)散焊技術(shù),在原中國(guó)焊接協(xié)會(huì)的二十三個(gè)專業(yè)委員會(huì)中,(現(xiàn)已調(diào)整為十三個(gè)),是近年來最活躍、最具發(fā)展?jié)摿Φ膶I(yè)領(lǐng)域之一。

0 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 

釬焊技術(shù)是一門古老的技術(shù),我國(guó)可追溯到秦始皇時(shí)期的在西安兵馬俑出土的銅馬車的制造上,就使用了釬焊技術(shù)。目前,釬焊材料的生產(chǎn)屬于有色金屬行業(yè),而電焊條屬于黑色金屬行業(yè),這兩個(gè)行業(yè)雖有很大差別,但也有許多共同之處。釬焊與擴(kuò)散焊技術(shù),在原中國(guó)焊接協(xié)會(huì)的二十三個(gè)專業(yè)委員會(huì)中,(現(xiàn)已調(diào)整為十三個(gè)),是近年來最活躍、最具發(fā)展?jié)摿Φ膶I(yè)領(lǐng)域之一。 

1993年中國(guó)焊接學(xué)會(huì)在青島召開"第七屆全國(guó)焊接學(xué)術(shù)會(huì)議"以來,釬焊專業(yè)委員會(huì)分別于1994年、1995年、1996年在浙江金華市、湖南大庸市、江蘇揚(yáng)中市召開了第七屆、第八屆、第九屆全國(guó)釬焊與擴(kuò)散焊技術(shù)交流會(huì),尤其是1998年10月在江蘇無錫召開的第十屆全國(guó)釬焊與擴(kuò)散焊技術(shù)交流會(huì),收到論文100多篇。四屆會(huì)議共收到論文近300篇,其中1994年第七屆51篇,1995年第八屆58篇,1996年第九屆68篇。1998年第十屆100多篇。論文逐年增加的同時(shí),參會(huì)人數(shù)更是一屆比一屆多。1994年第七屆80多人,1995年第八屆80多人,1996年第九屆突破了100人,1998年第十屆達(dá)150多人。與此同時(shí),1994年國(guó)際焊接學(xué)會(huì)(IIW)第47屆年會(huì)在北京召開,1994年、1995年中國(guó)電子學(xué)會(huì)焊接專業(yè)委員會(huì)召開的學(xué)術(shù)會(huì)議,我國(guó)釬焊與擴(kuò)散焊工作者提交的論文總數(shù)達(dá)到113篇。這些統(tǒng)計(jì)數(shù)字充分說明了我國(guó)釬焊與擴(kuò)散焊技術(shù)的研究與應(yīng)用,在國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中正發(fā)揮著越來越大的作用。 

國(guó)外釬焊技術(shù)的研究和應(yīng)用同樣越來越受到釬焊工作者的重視。特別是近幾年來,ISO組織和國(guó)際電工學(xué)會(huì)等國(guó)際組織起草制定的焊接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)共有30多項(xiàng),其中有關(guān)釬焊的標(biāo)準(zhǔn)就多達(dá)25項(xiàng),1994-1996年正式發(fā)布的有近10項(xiàng),另有10多項(xiàng)正在修改、制定中。特別是近幾年里,國(guó)外的釬焊材料、釬焊設(shè)備的不斷進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng),一方面使我們更深入地了解到了國(guó)外釬焊技術(shù)的最新研究成果,同時(shí)又促進(jìn)了我國(guó)釬焊技術(shù)的研究和發(fā)展。 

1 鋁的釬焊與擴(kuò)散焊技術(shù) 

鋁及其合金的釬焊問題,是近年來研究最多、發(fā)展較快的研究領(lǐng)域之一。因?yàn)楦鞣N空調(diào)器、加熱器的散熱部件都是用純鋁或鋁合金,而在國(guó)防工業(yè)上各種強(qiáng)化鋁合金的應(yīng)用正以極高的發(fā)展速度增長(zhǎng),這些鋁合金的應(yīng)用前提首先是要解決釬焊問題,并有配套的釬料作保證。 

國(guó)內(nèi)對(duì)鋁及其合金的釬焊技術(shù)研究的應(yīng)用,主要針對(duì)鋁散熱器、鋁-不銹鋼異種材料、微波器件、鋁合金門框等產(chǎn)品。 

哈焊所研究開發(fā)出500℃左右釬焊A1的材料,目前,正在進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn),一旦解決了批量生產(chǎn)成本問題,市場(chǎng)前景將十分廣闊。 

北京航空航天大學(xué)、北京大學(xué)提出一種適用于鋁以及鋁與其它金屬異種接頭釬焊的釬劑和釬料,研制出了一種液體有機(jī)釬劑、一種固體釬劑以及Sn-Zn-Me釬料,這種釬劑-釬料搭配具有極優(yōu)良的釬焊活性、抗腐蝕性和工藝性,達(dá)到或超過了世界上某些最優(yōu)良廠家產(chǎn)品的水平,并在一些散熱器和冰箱冷室的釬焊上獲得了應(yīng)用,但目前尚未形成產(chǎn)業(yè)化或商品化,有待進(jìn)一步研究開發(fā)。 

在A1-Mg焊接滑板車方面,2000年可謂風(fēng)光大展,在浙江、廣東一帶,用量達(dá)到約2000噸,僅焊絲生產(chǎn)廠家就獲利巨大。 

2 釬焊材料的發(fā)展及現(xiàn)狀 

改革開放以來,隨著我國(guó)家電工業(yè)(特別是制冷行業(yè),包括制冷設(shè)備,如電冰箱、空調(diào)及其三通、四通閥等配件)、汽車工業(yè)、電子工業(yè)的高速度發(fā)展,釬焊技術(shù)應(yīng)用越來越廣,特別是我國(guó)的空調(diào)機(jī)產(chǎn)量1997年年銷售量500萬臺(tái),1998年達(dá)650萬臺(tái),1999年預(yù)計(jì)達(dá)到800萬臺(tái)以上,2000年已超過1200萬臺(tái),使得釬焊材料的產(chǎn)量也以每年20%~30%的速度遞增,據(jù)測(cè)算,我國(guó)空調(diào)機(jī)的年產(chǎn)量未來幾年將達(dá)到1500~2000萬臺(tái),而格蘭仕最近宣布投巨資進(jìn)入空調(diào)生產(chǎn)領(lǐng)域,因此釬焊材料的產(chǎn)量單在空調(diào)機(jī)的應(yīng)用方面就將大幅增長(zhǎng)。釬焊材料的生產(chǎn)與電焊條不同之處是:電焊條的技術(shù)關(guān)鍵主要在于配方,而釬料生產(chǎn)的關(guān)鍵則在于生產(chǎn)加工工藝,釬劑生產(chǎn)關(guān)鍵則主要是配方與生產(chǎn)工藝。 

2.1 釬焊材料的研究,開發(fā)機(jī)構(gòu)不斷增加,生產(chǎn)廠家逐年增多。 
2.2 研究論文逐年增加,論文水平有所提高。 
2.3 釬料的品種增多,釬料年產(chǎn)量逐年增加。 
2.4 釬焊材料標(biāo)準(zhǔn)化工作取得進(jìn)展。 
2.5 在釬焊材料的研究、生產(chǎn)上取得重大進(jìn)展( 無銀、低銀釬料研究及開發(fā)取得了較大進(jìn)展; 低錫釬料及無鉛釬料的研究及應(yīng)用取得較大進(jìn)展;釬料加工成型技術(shù)有新的突破。) 

近年來在釬料成形技術(shù)上取得了較大進(jìn)展。主要有以下幾方面: 

(1)"非晶態(tài)"技術(shù)的新突破 
釬料的的高度合金化,使部分釬料無法按常規(guī)方法加工成絲材或帶材,限制了這些釬料的應(yīng)用范圍。70年代中期"非晶態(tài)"技術(shù)在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家由實(shí)驗(yàn)室已走向工業(yè)應(yīng)用,為無法用常規(guī)方法加工成型的釬料開辟了新的加工途徑。我國(guó)在70年代中期才剛剛著手研究,從1978年召開全國(guó)第一屆非晶態(tài)材料討論會(huì),到80年代中期,經(jīng)過7年左右時(shí)間,我國(guó)將非晶態(tài)釬料應(yīng)用于生產(chǎn)。近年來在收卷技術(shù)上有突破,已具備了中小批量生產(chǎn)能力,可以生產(chǎn)出100mm寬,0.03~0.05mm厚的箔帶。目前已有Ni基、Cu基、Cu-P、A1基及Sn-Pb等五大類30多個(gè)品種的脆性釬料,可以通過"非晶態(tài)"技術(shù)生產(chǎn)。哈爾濱焊接研究所已成功地將Ag-Cu-A1系中溫鋁釬料制成0.1~0.2×20mm的薄帶,用于鋁及鋁與PTC陶瓷的釬焊。 

(2)粘帶釬料研制成功 
粘帶釬料是將一些無法用常規(guī)方法加工成帶材的釬料粉加工成帶才的另一種加工工藝方法。我國(guó)已研制成功這項(xiàng)技術(shù),通過選用新的膠粘劑及改進(jìn)制造工藝,提高了粘結(jié)性和使用質(zhì)保期,特別適合于Ni基高溫釬料的大面積釬焊。 

(3)Cu-P系列釬料的加工成型技術(shù)有突破性進(jìn)展 
Cu-P系列釬料雖然具有良好的釬焊工藝性能,但是在常溫下非常脆,長(zhǎng)期以來都是以鑄棒使用,給釬焊工作帶來諸多不便。經(jīng)過多年研究,80年代中期已能拉拔成ф0.5的絲材。目前這項(xiàng)加工工藝逐漸成熟,許多釬料生產(chǎn)廠家都能生產(chǎn)Cu-P系列釬料絲材,這一加工技術(shù)的突破為Cu-P系列釬料的應(yīng)用拓寬了市場(chǎng)。 

(4)膏狀釬料的研究與生產(chǎn)取得多項(xiàng)成果 
用于SMT技術(shù)的軟釬焊膏以及用于硬釬焊的膏狀釬料近年來已有許多單位陸續(xù)研制成功,并有少量產(chǎn)品投放市場(chǎng)。這一領(lǐng)域的市場(chǎng)前景也將十分廣闊,因?yàn)闊o論是大量使用的移動(dòng)電話,計(jì)算機(jī)還是制冷配件行業(yè),都在大量使用膏狀釬料,目前大量還都從國(guó)外進(jìn)口。 

3 釬焊工藝及設(shè)備的發(fā)展 
(1)電弧釬焊;(2)瞬態(tài)液相釬焊;(3)紅外釬焊;(4)真空釬焊;(5)直流電阻釬焊; 
(6)擴(kuò)散釬焊;(7)高頻釬焊;(8)微電子釬焊(激光軟釬焊、再流焊和波峰焊);(9)釬焊自動(dòng)化。 

4 結(jié)語 

在焊接技術(shù)迅速發(fā)展的今天,釬焊與擴(kuò)散焊技術(shù)已成為應(yīng)用最廣泛的連接技術(shù)之一。隨著家電行業(yè)、微電子行業(yè)以及通訊產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,釬焊與擴(kuò)散焊技術(shù)的研究將進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期,特別是釬焊材料的發(fā)展將面臨著一個(gè)新的發(fā)展機(jī)遇。(end)

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