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國內外釬焊與擴散焊的現狀及發展

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國內外釬焊與擴散焊的現狀及發展


                    釬焊及特種連接專業委員會   薛松柏  錢乙余 
  
1  國內現狀 

    釬焊技術是一門古老的技術,我國可追溯到秦始皇時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。目前,釬焊材料的生產屬于有色金屬行業,而電焊條屬于黑色金屬行業,這兩個行業雖有很大差別,但也有許多共同之處。釬焊與擴散焊技術,在原中國焊接協會的二十三個專業委員會中,(現已調整為十三個),是近年來最活躍、最具發展潛力的專業領域之一。

    1993年中國焊接學會在青島召開"第七屆全國焊接學術會議"以來,釬焊專業委員會分別于1994年、1995年、1996年在浙江金華市、湖南大庸市、江蘇揚中市召開了第七屆、第八屆、第九屆全國釬焊與擴散焊技術交流會,尤其是1998年10月在江蘇無錫召開的第十屆全國釬焊與擴散焊技術交流會,收到論文100多篇。四屆會議共收到論文近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,參會人數更是一屆比一屆多。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150多人。與此同時,1994年國際焊接學會(IIW)第47屆年會在北京召開,1994年、1995年中國電子學會焊接專業委員會召開的學術會議,我國釬焊與擴散焊工作者提交的論文總數達到113篇。這些統計數字充分說明了我國釬焊與擴散焊技術的研究與應用,在國家經濟建設中正發揮著越來越大的作用。

    國外釬焊技術的研究和應用同樣越來越受到釬焊工作者的重視。特別是近幾年來,ISO組織和國際電工學會等國際組織起草制定的焊接技術標準共有30多項,其中有關釬焊的標準就多達25項,1994-1996年正式發布的有近10項,另有10多項正在修改、制定中。特別是近幾年里,國外的釬焊材料、釬焊設備的不斷進入我國市場,一方面使我們更深入地了解到了國外釬焊技術的最新研究成果,同時又促進了我國釬焊技術的研究和發展。

2  鋁的釬焊與擴散焊技術
    
    鋁及其合金的釬焊問題,是近年來研究最多、發展較快的研究領域之一。因為各種空調器、加熱器的散熱部件都是用純鋁或鋁合金,而在國防工業上各種強化鋁合金的應用正以極高的發展速度增長,這些鋁合金的應用前提首先是要解決釬焊問題,并有配套的釬料作保證。

    國內對鋁及其合金的釬焊技術研究的應用,主要針對鋁散熱器、鋁-不銹鋼異種材料、微波器件、鋁合金門框等產品。

    最近,哈焊所研究開發出500℃左右釬焊A1的材料,目前,正在進行生產試驗,一旦解決了批量生產成本問題,市場前景將十分廣闊。

    北京航空航天大學、北京大學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-釬料搭配具有極優良的釬焊活性、抗腐蝕性和工藝性,達到或超過了世界上某些最優良廠家產品的水平,并在一些散熱器和冰箱冷室的釬焊上獲得了應用,但目前尚未形成產業化或商品化,有待進一步研究開發。

    在A1-Mg焊接滑板車方面,2000年可謂風光大展,在浙江、廣東一帶,用量達到約2000噸,僅焊絲生產廠家就獲利巨大。 
  
3  釬焊材料的發展及現狀

    改革開放以來,隨著我國家電工業(特別是制冷行業,包括制冷設備,如電冰箱、空調及其三通、四通閥等配件)、汽車工業、電子工業的高速度發展,釬焊技術應用越來越廣,特別是我國的空調機產量1997年年銷售量500萬臺,1998年達650萬臺,1999年預計達到800萬臺以上,2000年已超過1200萬臺,使得釬焊材料的產量也以每年20%~30%的速度遞增,據測算,我國空調機的年產量未來幾年將達到1500~2000萬臺,而格蘭仕最近宣布投巨資進入空調生產領域,因此釬焊材料的產量單在空調機的應用方面就將大幅增長。釬焊材料的生產與電焊條不同之處是:電焊條的技術關鍵主要在于配方,而釬料生產的關鍵則在于生產加工工藝,釬劑生產關鍵則主要是配方與生產工藝。

    3.1 釬焊材料的研究,開發機構不斷增加,生產廠家逐年增多。 

    3.2 研究論文逐年增加,論文水平有所提高。 

    3.3 釬料的品種增多,釬料年產量逐年增加。 

    3.4 釬焊材料標準化工作取得進展。 

    3.5 在釬焊材料的研究、生產上取得重大進展( 無銀、低銀釬料研究及開發取得了較大進展; 低錫釬料及無鉛釬料的研究及應用取得較大進展;釬料加工成型技術有新的突破。) 

    近年來在釬料成形技術上取得了較大進展。主要有以下幾方面:

    (1)"非晶態"技術的新突破  釬料的的高度合金化,使部分釬料無法按常規方法加工成絲材或帶材,限制了這些釬料的應用范圍。70年代中期"非晶態"技術在工業發達國家由實驗室已走向工業應用,為無法用常規方法加工成型的釬料開辟了新的加工途徑。我國在70年代中期才剛剛著手研究,從1978年召開全國第一屆非晶態材料討論會,到80年代中期,經過7年左右時間,我國將非晶態釬料應用于生產。近年來在收卷技術上有突破,已具備了中小批量生產能力,可以生產出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多個品種的脆性釬料,可以通過"非晶態"技術生產。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。我國已研制成功這項技術,通過選用新的膠粘劑及改進制造工藝,提高了粘結性和使用質保期,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有突破性進展  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,長期以來都是以鑄棒使用,給釬焊工作帶來諸多不便。經過多年研究,80年代中期已能拉拔成ф0.5的絲材。目前這項加工工藝逐漸成熟,許多釬料生產廠家都能生產Cu-P系列釬料絲材,這一加工技術的突破為Cu-P系列釬料的應用拓寬了市場。

  (4)膏狀釬料的研究與生產取得多項成果

    用于SMT技術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研制成功,并有少量產品投放市場。這一領域的市場前景也將十分廣闊,因為無論是大量使用的移動電話,計算機還是制冷配件行業,都在大量使用膏狀釬料,目前大量還都從國外進口。

4  釬焊工藝及設備的發展

   (1)電弧釬焊;(2)瞬態液相釬焊;(3)紅外釬焊;(4)真空釬焊;(5)直流電阻釬焊;
(6)擴散釬焊;(7)高頻釬焊;(8)微電子釬焊(激光軟釬焊、再流焊和波峰焊);(9)釬焊自動化。

5  結語

    在焊接技術迅速發展的今天,釬焊與擴散焊技術已成為應用最廣泛的連接技術之一。隨著家電行業、微電子行業以及通訊產業的不斷發展,釬焊與擴散焊技術的研究將進入一個新的發展時期,特別是釬焊材料的發展將面臨著一個新的發展機遇。,國內外釬焊與擴散焊的現狀及發展

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