浅论现代先进焊接技术

收稿日期院2018-05-18
A ug援 圆018（总第 271 期）49
电子专用设备研究
电 子 工 业 专 用 设备
Equipment for Electronic Products Manufacturing
尽管激光焊对于焊接材料和产品结构的要求 较高，但是在高反射率的铝合金焊接上也取得了 长足的发展，如铝合金的激光 -GMA 复合焊、激光 填丝焊、双束激光焊和激光辅助搅拌摩擦焊[1]。此 外，电子封装行业铝合金盒体的密封要求高，而且 受产品材料、结构和装配工序等条件限制，常规焊 接方法和设备无法完成，激光焊凭借自身显著的 特点实现了盒体的密封。
条件下，利用钎料熔化后的浸润性实现
工件（不熔化）间的连接。其中，真空钎
搅拌摩擦焊（Friction stir welding）是固相焊接 致引起母材产生宏观变形的压力作用下，使相互
的典型代表，是由英国焊接研究所（TWI）在 1991 接触的两零件表面发生微观塑性变形，实现紧密
年发明的一项最具革命性的新型材料连接方式[2]。 的物理接触，并通过表层原子相互扩散和再结晶
该技术已经应用在国内外的航空航天、船舶制造、 而实现冶金结合的过程。扩散焊特别适合异种金
Discussion of the Modern Advanced Welding Technology
WANG Dongsheng1，DU Weiming2，DENG Bin3
(1. The 13th Research Institute of CETC，Shijiazhuang 050051，China； 2. Hebei Sinopack Electronic Technology Co. Ltd.，Shijiazhuang 050200，China；
沿着焊接位置进行移动实施焊接。高速旋转的搅
扩散焊特别适用于要求真空密封，要求接头
拌头与工件之间的摩擦，产生的大量摩擦热使得 与母材等强度，要求无变形的小零件。它是制造真
工件的焊接位置处的金属达到热塑性状态 （未熔 空密封、耐热、耐振和不变形接头的唯一方法，因
化），并被挤压在一起，随着热量的降低形成新的 此在工业生产中得到广泛的应用。在电真空设备
轨道交通、冷板散热等众多领域。
属 材 料 、耐 热 合 金 和 陶 瓷 、金 属 间 化 合 物 、复 合 材
搅拌摩擦焊是一项焊接工件不需要熔化的固 料等新材料的接合，尤其是对熔焊方法难以焊接
相连接技术。焊接过程中，搅拌头高速旋转，在压 的材料，扩散焊具有明显的优势，日益引起人们的
力作用下旋入焊接工件内部，然后通过机械传动 重视[3]。扩散焊机理如图 2 所示。
3. 中国电子科技集团公司第四十八研究所袁湖南 长沙 410111)
摘 要院 对当前先进焊接技术的特点及其主要应用领域进行了介绍袁以期更好地促进先进焊接技
术的快速发展和推广应用遥
关键词院 先进焊接技术曰激光焊曰搅拌摩擦焊曰扩散焊曰真空钎焊
中图分类号院 TG439.1
文献标识码院 B
文章编号院1004-4507(2018)04-0049-03
and use widely. Key words: Advancedwelding；Laser welding；Friction stir welding；Diffusion welding; Vacuum welding
焊 接 是 通 过 加 热 、加 压 ，或 两 者 并 用 ，使 同 种 材料或者异种材料的两个工件或者多个工件实现 原子间结合的加工工艺和连接方式。除了金属材 料，陶瓷、塑料等非金属材料亦可进行焊接。焊接 方法有几十种，根据焊接部位（焊缝）的成型机理， 主要分为熔化焊、固相焊接（压焊）和钎焊三大类。 其 中 ，先 进 焊 接 技 术 分 别 在 自 动 化 、智 能 化 、难 焊 材料和特殊结构等方面表现突出。
连接，如图 1 所示。
中金属与非金属的焊接，切削刀具中硬质合金、陶
摩擦焊原理图 轴肩
待焊工件
瓷、高 速钢 与碳钢 的焊 接，都有 采 用 扩 散焊接的方法。
ab
dc b
焊接垫板
a
搅拌针
a.母材 b.热影响区 c.热机影响区 d.焊接区
4 真空钎焊
钎焊是不同于熔化焊和固相焊接 的第三类焊接方法。钎焊技术是在加热
1 激光焊
激光焊（Laser Welding）属于熔 化焊 的一 种先 进焊接技术，借助激光的高效能对焊接位置进行快 速升温，熔化焊接材料形成致密、高强度焊缝，已经 成功应用在汽车、能源和电子等领域。与传统焊接 技术相比，其在焊接精度、效率、可靠性、自动化程 度以及焊接变形量控制等方面具有综合优势。
3. The 48th Research Institute of CETC，Changsha 410111，China)
Abstract: The characteristics of the advanced welding technology and its main application fields are introduced in this paper，in order to promote the rapid development of the advanced welding technology
搅拌摩擦焊接过程中热输入较少，工件温度 低，无烟尘、飞溅，结构变形小，可以焊接所有系列 的铝合金材料，是一项绿色环保的焊接技术。由于 在整个焊接过程中，工件不熔化，成型的焊缝不存 在裂纹和气孔等缺陷，接头的强度显著提高，大大 降低了产品在工程使用中的安全隐患。
3 扩散焊
2 搅拌摩擦焊
扩散焊（Diffusion welding）是一种精密的固相 焊接技术，它是指在不高于母材熔点的温度和不
电 子 工 业 专 用 设备
Equipment for Electronic Products Manufacturing
电子专用设备研究
浅论现代先进焊接技术
王东生 1，杜伟明 2，邓 斌 3
(1.中国电子科技集团公司第十三研究Fra Baidu bibliotek袁河北 石家庄 050050曰 2.河北中瓷电子科技有限公司袁河北 石家庄 050200曰