《钨铜与可伐材料焊接》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钨铜与可伐材料焊接（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划钨铜与可伐材料焊接微电子封装材料作为电子元器件的一个重要组成部分，为电子元器件性能的提高和正常工作提供扎实的基础。而电子元器件是信息产业的重要基础，尤以微电子为核心技术，其中封装、设计及圆片制造已成为微电子技术的三个有机组成部分。在半导体微波功率器件的封装中，W/Cu、Al/SiC等电子封装材料具有优良的热导率和可调节的热膨胀系数，目前是国内外大功率电子元器件首选的封装材料，并能与Beo、Al203陶瓷相匹配，广泛用于微波、通信、射频、航空航天、电力电子、大功率半导体激光器、医疗等行
2、业。高密度封装已成为电子技术的发展方向，随着硅芯片等元件集成度的提高，单位面积上的功率负荷越来越大，热导率和热膨胀系数匹配等方面的考虑也就越来越重要。W/Cu、Al/SiC材料不仅热导率高，而且热膨胀系数与硅等半导体材料匹配的很好，加上优异的耐高温性能、良好的可加工性能、适中的密度和绝佳的气密性，应用范围十分的广泛。江苏鼎启科技有限公司生产的钨铜热沉封装微电子材料是一种钨和铜的复合材料，它既具有钨的低膨胀特性，又具有铜的高导热特性，尤其可贵的是，其热膨胀系数和导热导电性能可以通过调整材料的成分而加以设计，因而给该材料的应用带来了极大的方便。我公司生产的钨铜热沉封装微电子材料可以与如下材料形成良
3、好的热膨胀匹配:(1)陶瓷材料:Al2O3(A-90、A-95、A-99)、BeO(B-95、B-99)、AlN等；(2)半导体材料:Si、GaAs、SiGe、SiC、InGaP、InGaAs、InAlGaAs、AlGaInP、和AlGaAs等；(3)金属材料:可伐合金(4J29)、42合金等。以下简单介绍我公司钨铜热沉封装微电子材料的特点及其性能：通过调整钨成分的比例，其热膨胀系数可以与其他材料形成良好的热膨胀比例，如各类陶瓷、金属材料和半导体材料等等。1、钨铜热沉封装微电子材料产品特色：未加Fe、Co等烧结活化元素，得以保持高的导热性能可提供半成品或表面镀Ni/Au的成品优异的气密性良好的
4、尺寸控制、表面光洁度和平整度售前售中售后全过程技术服务2、钨铜热沉封装微电子材料技术参数：不锈钢焊接要点及注意事项1.采用垂直外特性的电源，直流时采用正极性2.一般适合于6mm以下薄板的焊接，具有焊缝成型美观，焊接变形量小的特点3.保护气体为氩气，纯度为%。当焊接电流为50150A时，氩气流量为810L/min，当电流为150250A时，氩气流量为1215L/min。4.钨极从气体喷嘴突出的长度，以45mm为佳，在角焊等遮蔽性差的地方是23mm，在开槽深的地方是56mm，喷嘴至工作的距离一般不超过15mm。5.为防止焊接气孔之出现，焊接部位如有铁锈、油污等务必清理干净。6.焊接电弧长度，焊接普
5、通钢时，以24mm为佳，而焊接不锈钢时，以13mm为佳，过长则保护效果不好。7.对接打底时，为防止底层焊道的背面被氧化，背面也需要实施气体保护。8.为使氩气很好地保护焊接熔池，和便于施焊操作，钨极中心线与焊接处工件一般应保持8085角,填充焊丝与工件表面夹角应尽可能地小，一般为10左右。9.防风与换气。有风的地方，务请采取挡网的措施，而在室内则应采取适当的换气措施。不锈钢MIG焊要点及注意事项1.采用平特性焊接电源，直流时采用反极性2.一般采用纯氩气或Ar+2%O2,流量以2025L/min为宜。3.电弧长度，不锈钢的MIG焊接，一般都在喷射过渡的条件下来施焊，电压要调整到弧长在46mm的程度
6、。4.防风。MIG焊接容易受到风的影响，有时微风而产生气孔，所以风速在/sec以上的地方，都应当采取防风措施。不锈钢药芯焊丝焊接要点及注意事项1.采用平特性焊接电源，直流焊接时采用反极性。使用一般的CO2焊机就可以施焊，但送丝轮的压力请稍调松。2.保护气体一般为二氧化碳气体，气体流量以2025L/min较适宜。3.焊嘴与工件间的距离以1525mm为宜。4.干伸长度，一般的焊接电流为250A以下时约15mm，250A以上时约2025mm较为合适。第十四讲：真空工程用焊接技术313异种材料的接头形式在真空系统和真空泵体设计制造中常遇到异种金属的焊接结构，如不锈钢法兰盘与可伐管的连接，不锈钢与铜管的
7、连接等。设计这种结构形式时，要结合不同材料的热膨胀系数、熔化温度、导热率和在深冷条件下的收缩等情况综合予以考虑，才能得到满足真空气密性要求的焊接。其接头形式见表3。32常用材料的氩弧焊真空工艺中经常会遇到不锈钢一不锈钢、可伐一可伐、无氧铜一无氧铜的焊接，还有不锈钢一可伐、不锈钢与无氧铜、钛、钨、钽等金属材料的氩弧焊。321不锈钢材料的氩弧焊接奥氏体不锈钢(如1Crl8Ni9Ti等)是超高真空系统中的常用材料，通常使用氩弧焊。该类材料在氩弧焊时，常遇到的主要问题是热状态下的开裂问题，所以在设计不锈钢焊缝时应考虑消除应力问题。不锈钢焊缝附近不允许有镀铜层及银铜焊料的残余存在。但是对镀有镍层的不锈钢
8、，经氩弧焊后的焊缝有较好的气密性和较高强度。用氩弧焊焊制不锈钢工件时，需要注意下列问题。接头形式和坡口尺寸应根据工件厚度和焊接工艺来确定。坡I-I加工应尽量采用机械加工办法来完成；焊接前应将坡口、焊丝用丙酮或酒精擦洗，除去油污；焊接时以直流反接为宜。直流反接电弧稳定。焊件受热温度较低，易于增强焊接材料金属耐蚀能力。但钨极氩弧焊采用直流正接为宜；为了减小母焊接材料的加热量，在保证焊透的情况下，尽量采用小电流、大焊速、短弧施焊，并应避免焊条横向摆动；施焊场地温度不应低于OC，并且无对流空气，以免影响氩气保护效果；多层焊时，每道焊缝焊完后，应仔细清除残渣及表面水锈，并冷至100以下再焊下一道。不锈钢
9、氩弧焊结构见表4。322可伐材料的氩弧焊接常用的可伐合金的成分是：20Ni+17Co+03Mn+其余为Fe。可伐材料的焊接性能较好，镀镍后进行焊接仍可得到良好的气密性。在焊接前要对可伐零件进行去应力退火，防止由于热应力引起焊缝开裂。另外，由于可伐材料的导热系数小即热阻较大，当金属一陶瓷(金属一玻璃)封接件与可伐法兰或其它可伐零件进行氩弧焊时，焊缝要距离陶瓷或玻璃的封接面56mm，防止引起陶瓷或玻璃炸裂。还要注意焊缝附近不许有银及其合金成分存在，以免产生可伐材料的晶间开裂。323铜的氩弧焊接铜也可用氩弧焊进行焊接，但因铜的导热性很好，为减少焊接功率，所设计的焊缝结构应有较大的热阻。铜的膨胀系数大
10、，焊后的变形也大，所以要防止薄小零件的变形和防止刚性大的工件因应力过大而产生裂纹。在焊接时还要注意对熔池和近缝区进行保护，防止铜的氧化。对铜与不锈钢、铜与可伐进行焊接时，要使铜高出焊缝一个适当的高度，焊接时使电弧偏向铜的一方，防止电弧烧到可伐材料上，以得到气密的焊缝。324其他材料的氩弧焊接W、Mo、Ta等难熔金属也可采用氩弧焊，但因这类材料极易氧化。因而要用高纯度的氩气，最好在充氩的小室中进行焊接，以防止氧和氮进入焊缝区，因氧和氮会使焊缝严重变脆。另外由于钨、钼有再结晶发脆的倾向，因此要尽可能采用高的焊接速度，焊接钨时最好先预热至500。C左右。一些常用材料的薄壁件的氩弧焊焊接规范参考表5。
11、4电子束焊电子束焊接也是熔化焊的一种，是一种高能量密度的熔化焊方法。焊接资料(1)母材凡氩弧焊可以焊接的资料均可用等离子弧焊接,如碳钢、耐热钢、蒙乃力,特别是焊接小型精细元件如医疗设备元件、光学仪器元件、精细仪器元件、丝材、膜盒或波纹管等.在许多焊接应用中,熔透法等离子弧应用微程序控制焊接参数.如控制起弧电流、电流上升、脉冲电流、电流衰减及引弧电流.由于高频引弧器仅用来引燃维弧,焊接时无需再用高频引弧器便能够顺利地在工件与电极之间树立起转移弧.因而,等离子弧设备工作时不会损坏四周其他的电子设备.这种特性使等离子弧设备能够在电子检测设备、机器人、计算机四周运用而无需对这些设备加以隔离或防护.熔透
12、型等离子弧焊接工艺参数参考值见表5及6.(2)小孔法小孔法只能采用自动焊.小孔法焊接需求准确地控制起弧与-收弧、离子气流量、焊接电流、焊接速度等工艺参数.1)起弧与收弧板厚小于3mm时,能够直接在焊件上起弧及收弧.板厚大于3mm时,关于纵缝,能够采用引弧板及引出板,将小孔起始区及收尾区扫除在焊缝之外.环缝焊接时,须采用电流及离子气量递增的方式构成适宜的小孔构成区,而采用电流及离子气量递加的方式取得小孔收尾区.图8是小孔焊时电流及离子弧气流量斜率控制曲线.有的等离子弧设备装备了先进的流量控制器,能够在焊接过程中准确地控制离子气流量.表5熔透型等离子弧焊接工艺参数参考值表6微束等离子弧焊接不锈钢的
13、焊接工艺参数参考值注:1.维护气:95%Ar-5%H2、流量10L/min.2.反面维护气:Ar,流量5L/min.离子气:Ar.填充丝:310不锈钢,砂填充丝:310不锈钢,图8厚板环缝小孔焊时焊接电流及离子气流量斜率控制曲线2)离子气流量离子气流量增加,可使等离子流力和熔透才能增大,在其他条件不变时,为了构成小孔,必需要有足够的离子气流量,但是离子气流量过大也不好,会使小孔直径过大而不能保证焊缝成形,喷嘴孔径肯定后,离子气流量大藐视焊接电流和焊接速度而定,亦即离子气流量、焊接电流和焊接速度这三者之间m要有恰当的匹配.3)焊接电流焊接电流增加等离子弧穿透才能增加,和其他电弧焊办法一样,焊接电
14、流总是依据板厚或熔透请求来选定的,电流过小,不能构成小孔,电流过大,又将因小孔直径过大而使熔池金属坠落.此外,电流过大还可能惹起双弧现象.为此,在喷嘴构造肯定后,为了取得稳定的小孔焊接过程,焊接电流只能被限定在某一个适宜的范围内,而且这个范围与离子气的流量有关.图9a为喷嘴构造、板厚和其他工艺参数给定时,用实验办法在8mm厚不锈钢板上测定的小孔型焊接电流和离子气流量的匹配关系.图中1为普通圆柱型喷嘴,2为收敛扩散型喷嘴,后者降低了喷嘴紧缩水平,因此扩展了电流范围,即在较高的电流mF也不会呈现双弧.由于电流上限的进步,因而采用这种喷嘴可进步工件厚度和焊接速度.图9小孔型焊接工艺参数匹配4)焊接速
15、度焊接速度也是影响小孔效应的一个重要工艺参数.其他条件一定时,焊速增加,焊缝热输入减小,小孔直径亦随之减小,最后消逝.反之,假如焊速太低,母材过热,反面焊缝会呈现下陷以至熔池走漏等缺陷.焊接速度确实定,取决于离子气流量和焊接电流,这三个工艺参数互相匹配关系见图9b.由图可见,为了取得平滑r的小孔焊接焊缝,随着焊速的进步,必需同时进步焊接电流,假如焊接电流一定,增大离子气流量就要增大焊速,若焊速一定时,增加离子气流量应相应减小电流.5)喷嘴间隔间隔过大,熔透才能降低:间隔过小则形成喷嘴被飞溅物粘污.普通取3m8mm,和钨极氩弧焊相比,喷嘴间隔变化对焊接质量的影响不太敏感.6)维护气体流量维护气体流量应与离子气流量有一个恰当的比例,离子气流量不大而维护气体流.量太大时会招致气流的紊乱,将影响电弧稳定性和维护效果.小孔型焊接维护气体流量普通在1530L/min范围内.常用四类金属(碳钢和低合金钢、不锈钢、钛合金、铜和黄铜)小孔型焊接
