喷涂紫铜层焊接方法

摘要

本发明公开了一种喷涂紫铜层焊接方法，包括以下步骤：以等离子热喷涂方式将紫铜粉末熔融粘接在覆盖于陶瓷绝缘层上，使用脉冲激光器，将脉冲激光器的激光头对准紫铜带为正离焦，第一阶段加热阶段，焊接时间为整个焊接时间的1/2，焊接电流为焊接峰值功率时电流大小；第二阶段紫铜熔化阶段，焊接电流为第一阶段1/3至1/2，焊接时间为第一阶段的1/2，第三阶段缓慢冷却阶段，焊接电流为第二阶段的1/2，焊接时间大于等于第二阶段焊接时间。本发明快速可靠的实现喷涂紫铜和冲压紫铜的焊接，且焊接过程中安全可靠，无需焊料，满足无铅的焊接工艺。

权利要求

1.一种喷涂紫铜层焊接方法，将喷涂紫铜层与紫铜带焊接，其特征在于，包括以下步骤：

1)以等离子热喷涂方式将紫铜粉末熔融粘接在覆盖于铝底基上的陶瓷绝缘层上，形成喷涂紫铜层；

2)将紫铜带置于喷涂紫铜层上，使用脉冲激光器，将脉冲激光器的激光头对准紫铜带,焦距为正离焦，值为2mm，焊接时间依次为T1、Tp、T2、T3；

3)第一阶段加热阶段，即紫铜带与喷涂紫铜层的升温阶段，焊接时间为T1+Tp，为整个焊接时间的1/2，焊接电流为焊接峰值功率时电流大小；

4)第二阶段紫铜熔化阶段，焊接时间为T2，焊接电流为第一阶段加热阶段焊接电流的1/

3至1/2，焊接时间T2为T1+Tp的1/2，完成紫铜带和喷涂紫铜层二者的焊接；

5)第三阶段缓慢冷却阶段，焊接时间为T3，焊接电流为第二阶段紫铜熔化阶段焊接电流的1/2，焊接时间T3大于或等于焊接时间T2。

2.如权利要求1所述的喷涂紫铜层焊接方法，其特征在于，所述步骤1)以等离子热喷涂方式直接将紫铜粉末熔融粘接在铝底基上，形成喷涂紫铜层。

3.如权利要求1所述的喷涂紫铜层焊接方法，其特征在于，所述紫铜带的厚度小于喷涂紫铜层的厚度。

4.如权利要求1所述的喷涂紫铜层焊接方法，其特征在于，所述第一阶段加热阶段，焊接时间T1+Tp为1ms,焊接电流大小为250A；所述第二阶段紫铜熔化阶段，焊接时间T2为

0.5ms，焊接电流大小为85A；所述第三阶段缓慢冷却阶段，焊接时间为T3为0.8ms，焊接电流大小为50A。

说明书

喷涂紫铜层焊接方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种焊接方法，尤其涉及一种喷涂紫铜层焊接方法，属于焊接技术领域。

背景技术

[0002] 目前，一般铜材的焊接大都采用钨极氩弧焊等焊接方法，但该方法存在焊接成本高，氩气昂贵，设备复杂、生产效率低等不足，且焊接后容易出现裂纹、气孔等缺陷。也有的采用锡焊，利用电烙铁熔化焊锡实现两个铜质电极的连接。但是在大电流的情况下，或者某些高温的特殊场合，锡的熔点过低，存在熔化的风险，而添加的耐高温焊料大多都含有铅等对人体有害的物质。锡焊工艺不利于生产过程中的自动化，由于很难布置阻焊等结构，且焊接面积较大，因而用量把控困难。普通焊锡不适用于高温环境(200度以上)的电加热层电极的连接，添加其他元素的耐高温的焊料，铅的含量非常高，且铅是对人身体有害元素，因而不能满足相关无铅要求的标准，再者铜的导热系数非常高，焊接时，焊接区域的温度不好控制，很容易出现焊接缺陷。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种喷涂紫铜层焊接方法，实现汽车加热器电极部件中喷涂紫铜和冲压紫铜的焊接，不添加焊料，满足无铅的焊接工艺，焊接后能够承受高的温度冲击，焊接质量符合汽车加热器加热层电极的使用要求。

[0004] 本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

[0005] 一种喷涂紫铜层焊接方法，将喷涂紫铜层3与紫铜带2焊接，包括以下步骤：

[0006] 1)以等离子热喷涂方式将紫铜粉末熔融粘接在覆盖于铝底基5上的陶瓷绝缘层4上，形成喷涂紫铜层3；

[0007] 2)将紫铜带2置于喷涂紫铜层3上，使用脉冲激光器，将脉冲激光器的激光头1对准紫铜带2，焦距为正离焦，焊接时间依次为T1、Tp、T2、T3；

[0008] 3)第一阶段加热阶段，即紫铜带2与喷涂紫铜层3的升温阶段，焊接时间为T1+Tp，为整个焊接时间的1/2，焊接电流为焊接峰值功率时电流大小；

[0009] 4)第二阶段紫铜熔化阶段，焊接时间为T2，焊接电流为第一阶段加热阶段焊接峰值电流的1/3至1/2，焊接时间T2为T1+Tp的1/2，完成紫铜带2和喷涂紫铜层3二者的焊接；

[0010] 5)第三阶段缓慢冷却阶段，焊接时间为T3，焊接电流为第二阶段紫铜熔化阶段焊接电流的1/2，焊接时间T3大于或等于焊接时间T2。

[0011] 本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：

[0012] 前述喷涂紫铜层焊接方法，所述步骤1)以等离子热喷涂方式直接将紫铜粉末熔融粘接在铝底基5上，形成喷涂紫铜层3。

[0013] 前述喷涂紫铜层焊接方法，所述紫铜带2的厚度小于喷涂紫铜层3的厚度。

[0014] 前述喷涂紫铜层焊接方法，所述步骤2)将脉冲激光器的激光头1对准紫铜带2，焦距为正离焦，值为2mm。

[0015] 前述喷涂紫铜层焊接方法，所述第一阶段加热阶段，焊接时间T1+Tp为1ms,焊接电流大小为250A；所述第二阶段紫铜熔化阶段，焊接时间T2为0.5ms，焊接电流大小为85A；所述第三阶段缓慢冷却阶段，焊接时间为T3为0.8ms，焊接电流大小为50A。

[0016] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：快速可靠的实现喷涂紫铜和冲压紫铜的焊接，且焊接过程中安全可靠，无需焊料，满足无铅的焊接工艺，焊接后能够承受高的温度冲击，焊接质量符合电加热器加热层的使用要求。

附图说明

[0017] 图1是汽车加热器电极部件中喷涂紫铜和冲压紫铜的结构图；

[0018] 图2是本发明喷涂紫铜层焊接方法电流时间变化图。

具体实施方式

[0019] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

[0020] 如图1所示，是汽车加热器电极部件中喷涂紫铜和冲压紫铜的结构图，陶瓷绝缘层4覆盖于铝底基5上，喷涂紫铜层3覆盖于陶瓷绝缘层4上。

[0021] 本发明的喷涂紫铜层焊接方法，将喷涂紫铜层3与紫铜带2焊接成一体作为电极，该方法包括以下步骤：

[0022] 1)以等离子热喷涂方式将紫铜粉末熔融粘接在覆盖于铝底基5上的陶瓷绝缘层4上，形成喷涂紫铜层3；或者直接将紫铜粉末熔融粘接在覆盖于铝底基5上，形成喷涂紫铜层3。

[0023] 2)将紫铜带2置于喷涂紫铜层3上，使用脉冲激光器，将脉冲激光器的激光头1对准紫铜带2,焦距为正离焦，正离焦的值为2mm，焊接时间依次为T1、Tp、T2、T3。

[0024] 3)第一阶段加热阶段，即紫铜带2与喷涂紫铜层3的升温阶段，焊接时间为T1+Tp，为整个焊接时间的1/2，焊接电流为焊接峰值功率时电流大小。

[0025] 4)第二阶段紫铜熔化阶段，焊接时间为T2，焊接电流为第一阶段加热阶段焊接电流的1/3至1/2，焊接时间T2为T1+Tp的1/2，脉冲激光照射在紫铜带2上，熔化紫铜带2，与下面的喷涂形成的喷涂紫铜层3粘接在一起，且不破坏喷涂紫铜下面的陶瓷绝缘层4，完成紫铜带2和喷涂紫铜层3二者的焊接；所述紫铜带2必须比喷涂紫铜层3薄，这样可以减少焊接过程激光击穿喷涂紫铜层3与陶瓷绝缘层4的风险。例如采用紫铜带2厚度为0.2mm，喷涂紫铜层3厚度为0.25mm。

[0026] 5)第三阶段缓慢冷却阶段，焊接时间为T3，焊接电流为第二阶段紫铜熔化阶段焊接电流的1/2，焊接时间T3大于或等于焊接时间T2。

[0027] 如图2所示是本发明喷涂紫铜层焊接方法电流时间变化图，焊接参数的设置主要是调整脉冲电流的大小与时间，整体要求为，在T1+Tp时间段需要一个急速上升的电流，快速加热紫铜带2与喷涂紫铜层3，其电流和时间的具体大小根据喷涂紫铜层3和紫铜带2的厚度以及铝底基5的大小决定，如1kg左右的铝底基加热1ms,电流大小为250A；脉冲激光器产生的激光通过激光头1射在紫铜带上，紫铜带2迅速升温，并把热传导给下面的喷涂紫铜层3，达到一定程度的时候，原本被严重反射的激光，由于温度的升高，紫铜带2表面光子吸收增加，进而达到焊接区域的熔点，熔化紫铜带2，与下面的喷涂紫铜层3粘接在一起。而后衰减电流，进入焊缝融合阶段，整个T2(0.5ms)时间段，在小的功率密度下电流大小为I2(85A),二者进行热传导焊接，时间尽量短，以免击穿下面的绝缘陶瓷层4；由于铜合金焊接后极其容易出现裂纹，而后给一个小的电流I3(50A)和较长的时间T3(0.8ms)，缓慢冷却，减少焊接裂纹缺陷的产生，整个过程的时间都在毫秒级别。

[0028] 除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。