第１３章變形焊１３.１變形焊概述

１３.２變形焊工藝

１３.２.１工藝特點

１３.２.２冷壓焊工藝

１３.２.３熱壓焊工藝

１３.２.４超高真空變形焊工藝

１３.３典型材料及構(gòu)件的焊接

１３.４變形焊設(shè)備

第１３章變形焊１３.１變形焊概述

１３.２變形焊工1１３.１變形焊概述１.變形焊分類

２.變形焊的特點

３.變形焊接頭形式

４.變形焊機(jī)理及接頭組織形態(tài)１３.１變形焊概述１.變形焊分類

２.變形焊的特點

３.變2２.變形焊的特點１)焊接時不需要添加焊絲、焊劑等焊接材料。

２)由于焊接溫度一般低于３５０℃，不需要高溫加熱裝置，焊接設(shè)備的制造成本低，結(jié)構(gòu)簡單；特別是冷壓焊可以節(jié)約大量電能，并節(jié)省由于焊接加熱需要的輔助時間。

３)不使用焊劑，接頭不需要焊后清洗，不存在接頭使用中因釬劑引起的腐蝕問題。

４)焊接參數(shù)由模具尺寸決定，不需要像電弧焊接那樣調(diào)節(jié)電流、電壓、焊接速度等多個參數(shù)，易于操作和實現(xiàn)自動化焊接。

５)接頭溫升不高而不出現(xiàn)熔化狀態(tài)，不產(chǎn)生類似電弧焊接頭的軟化區(qū)、熱影響區(qū)，也不生成脆性金屬間化合物；特別是冷壓焊時焊接過程中不產(chǎn)生熱量，材料結(jié)晶狀態(tài)保持不變。

６)凡具有一定塑性的金屬(Ａl、Ag、Cu、Cd、Fe、Pb、Sn、Ti、Zn等)及其合金都可以進(jìn)行焊接，特別適合于異種金屬(包括有限互溶，液相、固相不相容的非共格金屬間的組合)和對升溫很敏感材料的焊接。２.變形焊的特點１)焊接時不需要添加焊絲、焊劑等焊接材料。

3圖１３-１搭接變形焊接頭形式示意圖

a)帶軸肩式b)帶預(yù)壓套環(huán)式

１、２—焊件３—壓頭４—預(yù)壓套環(huán)５—接頭、—工件厚度—預(yù)壓力—焊接壓力圖１３-１搭接變形焊接頭形式示意圖

a)帶軸肩式b)帶預(yù)4圖１３-２對接變形焊接頭形式示意圖

a)頂鍛前b)頂鍛后(飛邊切掉)

１、２—焊件３—鉗口４—活動夾具５—固定夾具圖１３-２對接變形焊接頭形式示意圖

a)頂鍛前b)頂鍛后5壓焊方法及設(shè)備-第十三章變形焊[精]課件6壓焊方法及設(shè)備-第十三章變形焊[精]課件7６)超高真空變形焊可以消除氧化膜的影響，使各種金屬的焊接性差異很小，其變形量只有大氣中變形焊的６%，屬精密焊接，壓痕最小，耗能也少。６)超高真空變形焊可以消除氧化膜的影響，使各種金屬的焊接性差8１３.２.２冷壓焊工藝１.材料的焊接性

２.表面狀態(tài)

３.塑性變形量

４.焊接壓力

５.壓輪直徑１３.２.２冷壓焊工藝１.材料的焊接性

２.表面狀態(tài)

３.9２.表面狀態(tài)(１)表面粗糙度一般來說，冷壓焊對待焊表面粗糙度沒有很高的要求，經(jīng)過軋制、剪切或車削的表面都可以進(jìn)行冷壓焊。

(２)待焊表面的清潔度待焊表面的油脂、污染物、水膜及其他有機(jī)雜質(zhì)是影響冷壓焊質(zhì)量的主要因素之一。２.表面狀態(tài)(１)表面粗糙度一般來說，冷壓焊對待焊表面粗糙10圖13-4單位焊接壓力與壓輪直徑的關(guān)系圖13-4單位焊接壓力與壓輪直徑的關(guān)系111305.tif1305.tif12１３.２.３熱壓焊工藝(１)臥式搭接熱壓焊其焊接溫度、焊接壓力和焊接時間三者互相影響，加熱溫度較高時，壓力可減小，加壓時間也可以相應(yīng)的縮短；壓力還與搭接面積有關(guān)，當(dāng)搭接面積增大時，相應(yīng)的焊接壓力增大；采用的引線材料不同，壓力也不同，當(dāng)用鋁絲做引線時，所施加的焊接壓力比金絲引線要小。

(２)金絲球式熱壓焊金絲球熱壓焊主要應(yīng)用于硅半導(dǎo)體芯片引線的連接，例如，當(dāng)硅半導(dǎo)體芯片表面蒸鍍1350nm的鋁金屬層時，采用直徑為25.4μｍ的金絲引線，壓頭材料為玻璃管，焊接參數(shù)見表１３-５。１３.２.３熱壓焊工藝(１)臥式搭接熱壓焊其焊接溫度、焊13１３.２.４超高真空變形焊工藝(１)清理方法在真空條件下進(jìn)行變形焊時，可以先采用機(jī)械清理方法，在充高純度Ａｒ氣的真空室內(nèi)進(jìn)行。

(２)真空度的確定清理過的被焊界面經(jīng)過一段時間仍然會在界面上吸附一層氣體，這層氣體仍然是金屬鍵合的障礙。

(３)變形量的確定超高真空冷壓焊所需的變形量比較小。１３.２.４超高真空變形焊工藝(１)清理方法在真空條件下14圖13-6超高真空變形焊接示意圖圖13-6超高真空變形焊接示意圖15１３.３典型材料及構(gòu)件的焊接１.典型結(jié)構(gòu)的冷壓焊

2.金絲球熱壓焊１３.３典型材料及構(gòu)件的焊接１.典型結(jié)構(gòu)的冷壓焊

2.金絲16圖13-7冷壓焊的應(yīng)用實例

ａ)鋁箔多點點焊b)鋁板雙面鑲焊銅板c)滾焊制管d)矩形容器滾壓焊

e)筒體與法蘭單面滾壓焊f)容器封頭擠壓焊g)蝶形封頭雙面套壓焊h)單面套壓焊圖13-7冷壓焊的應(yīng)用實例

ａ)鋁箔多點點焊b)鋁板雙面17圖１３-8金絲球壓焊過程示意圖圖１３-8金絲球壓焊過程示意圖18圖13-9搭接點焊壓頭形式及焊點形狀

ａ)壓頭b)焊點圖13-9搭接點焊壓頭形式及焊點形狀

ａ)壓頭b)焊點19圖13-１0尖形復(fù)合鉗口的形狀

１—刃口２—飛邊溢流槽

３—護(hù)刃環(huán)４—內(nèi)腔

α—刃口倒角

(α≤３０°)圖13-１0尖形復(fù)合鉗口的形狀

１—刃口２—飛邊溢流槽

20第１３章變形焊１３.１變形焊概述

１３.２變形焊工藝

１３.２.１工藝特點

１３.２.２冷壓焊工藝

１３.２.３熱壓焊工藝

１３.２.４超高真空變形焊工藝

１３.３典型材料及構(gòu)件的焊接

１３.４變形焊設(shè)備

第１３章變形焊１３.１變形焊概述

１３.２變形焊工21１３.１變形焊概述１.變形焊分類

２.變形焊的特點

３.變形焊接頭形式

４.變形焊機(jī)理及接頭組織形態(tài)１３.１變形焊概述１.變形焊分類

２.變形焊的特點

３.變22２.變形焊的特點１)焊接時不需要添加焊絲、焊劑等焊接材料。

２)由于焊接溫度一般低于３５０℃，不需要高溫加熱裝置，焊接設(shè)備的制造成本低，結(jié)構(gòu)簡單；特別是冷壓焊可以節(jié)約大量電能，并節(jié)省由于焊接加熱需要的輔助時間。

３)不使用焊劑，接頭不需要焊后清洗，不存在接頭使用中因釬劑引起的腐蝕問題。

４)焊接參數(shù)由模具尺寸決定，不需要像電弧焊接那樣調(diào)節(jié)電流、電壓、焊接速度等多個參數(shù)，易于操作和實現(xiàn)自動化焊接。

５)接頭溫升不高而不出現(xiàn)熔化狀態(tài)，不產(chǎn)生類似電弧焊接頭的軟化區(qū)、熱影響區(qū)，也不生成脆性金屬間化合物；特別是冷壓焊時焊接過程中不產(chǎn)生熱量，材料結(jié)晶狀態(tài)保持不變。

６)凡具有一定塑性的金屬(Ａl、Ag、Cu、Cd、Fe、Pb、Sn、Ti、Zn等)及其合金都可以進(jìn)行焊接，特別適合于異種金屬(包括有限互溶，液相、固相不相容的非共格金屬間的組合)和對升溫很敏感材料的焊接。２.變形焊的特點１)焊接時不需要添加焊絲、焊劑等焊接材料。

23圖１３-１搭接變形焊接頭形式示意圖

a)帶軸肩式b)帶預(yù)壓套環(huán)式

１、２—焊件３—壓頭４—預(yù)壓套環(huán)５—接頭、—工件厚度—預(yù)壓力—焊接壓力圖１３-１搭接變形焊接頭形式示意圖

a)帶軸肩式b)帶預(yù)24圖１３-２對接變形焊接頭形式示意圖

a)頂鍛前b)頂鍛后(飛邊切掉)

１、２—焊件３—鉗口４—活動夾具５—固定夾具圖１３-２對接變形焊接頭形式示意圖

a)頂鍛前b)頂鍛后25壓焊方法及設(shè)備-第十三章變形焊[精]課件26壓焊方法及設(shè)備-第十三章變形焊[精]課件27６)超高真空變形焊可以消除氧化膜的影響，使各種金屬的焊接性差異很小，其變形量只有大氣中變形焊的６%，屬精密焊接，壓痕最小，耗能也少。６)超高真空變形焊可以消除氧化膜的影響，使各種金屬的焊接性差28１３.２.２冷壓焊工藝１.材料的焊接性

２.表面狀態(tài)

３.塑性變形量

４.焊接壓力

５.壓輪直徑１３.２.２冷壓焊工藝１.材料的焊接性

２.表面狀態(tài)

３.29２.表面狀態(tài)(１)表面粗糙度一般來說，冷壓焊對待焊表面粗糙度沒有很高的要求，經(jīng)過軋制、剪切或車削的表面都可以進(jìn)行冷壓焊。

(２)待焊表面的清潔度待焊表面的油脂、污染物、水膜及其他有機(jī)雜質(zhì)是影響冷壓焊質(zhì)量的主要因素之一。２.表面狀態(tài)(１)表面粗糙度一般來說，冷壓焊對待焊表面粗糙30圖13-4單位焊接壓力與壓輪直徑的關(guān)系圖13-4單位焊接壓力與壓輪直徑的關(guān)系311305.tif1305.tif32１３.２.３熱壓焊工藝(１)臥式搭接熱壓焊其焊接溫度、焊接壓力和焊接時間三者互相影響，加熱溫度較高時，壓力可減小，加壓時間也可以相應(yīng)的縮短；壓力還與搭接面積有關(guān)，當(dāng)搭接面積增大時，相應(yīng)的焊接壓力增大；采用的引線材料不同，壓力也不同，當(dāng)用鋁絲做引線時，所施加的焊接壓力比金絲引線要小。

(２)金絲球式熱壓焊金絲球熱壓焊主要應(yīng)用于硅半導(dǎo)體芯片引線的連接，例如，當(dāng)硅半導(dǎo)體芯片表面蒸鍍1350nm的鋁金屬層時，采用直徑為25.4μｍ的金絲引線，壓頭材料為玻璃管，焊接參數(shù)見表１３-５。１３.２.３熱壓焊工藝(１)臥式搭接熱壓焊其焊接溫度、焊33１３.２.４超高真空變形焊工藝(１)清理方法在真空條件下進(jìn)行變形焊時，可以先采用機(jī)械清理方法，在充高純度Ａｒ氣的真空室內(nèi)進(jìn)行。

(２)真空度的確定清理過的被焊界面經(jīng)過一段時間仍然會在界面上吸附一層氣體，這層氣體仍然是金屬鍵合的障礙。

(３)變形量的確定超高真空冷壓焊所需的變形量比較小。１３.２.４超高真空變形焊工藝(１)清理方法在真空條件下34圖13-6超高真空變形焊接示意圖圖13-6超高真空變形焊接示意圖35１３.３典型材料及構(gòu)件的焊接１.典型結(jié)構(gòu)的冷壓焊

2.金絲球熱壓焊１３.３典型材料及構(gòu)件的焊接１.典型結(jié)構(gòu)的冷壓焊

2.金絲36圖13-7冷壓焊的應(yīng)用實例

ａ)鋁箔多點點焊b)鋁板雙面鑲焊銅板c)滾焊制管d)矩形容器滾壓焊

e)筒體與法蘭單面滾壓焊f)容器封頭擠壓焊g)蝶形封頭雙面套壓焊h)單面套壓焊圖13-7冷壓