鋁箔焊接焊料有機(jī)熔劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】 [0001] 本發(fā)明涉及一種針對鋁箱間低熔點(diǎn)焊接釬焊料助熔有機(jī)熔劑的一種配制方法，尤其是 超薄鋁箱間焊接的鋁釬焊有機(jī)熔劑配制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有技術(shù)中，鋁箱和鋁箱，鋁箱和鋁片一直是焊接的難題，鋁箱間的焊接首先 得去除氧化膜，如果靠調(diào)整機(jī)械結(jié)構(gòu)焊接，難度大。目前在還沒有電連接性能好的商用釬 料，適用鋁箱間焊接方法，較薄鋁箱帶和鋁引線排的焊接問題困擾著各生產(chǎn)廠家?，F(xiàn)有技術(shù) 常用的氬弧焊方法在此類工況的焊接中，由于鋁排未獲得足夠的熔深，鋁箱和鋁排不能熔 在一起，常會(huì)造成鋁箱、箱帶被燒穿.使焊接失敗。鋁及鋁合金火焰釬焊加熱溫度難以掌 握，而且對操作者的經(jīng)驗(yàn)要求較高。通常，為了能很好去除鋁及其合金表面的氧化膜， 大部分釬劑中都添加了具有強(qiáng)烈腐蝕性的材料，而這些材料即使在釬焊后進(jìn)行清理，也難 全部除去對接頭耐蝕性的影響。由于加熱工件和去氧化膜都靠熔鹽進(jìn)行，對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜 的工件，進(jìn)鹽和出鹽都比較困難，這樣就給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝帶來限制，使其復(fù)雜化，而 且不容易保證焊接質(zhì)量。其次，由于特定的使用環(huán)境和使用壽命要求，有些產(chǎn)品對耐蝕 性要求比較高，而鹽浴釬焊后工件內(nèi)殘留大量的釬劑，這樣就需要很長的清洗時(shí)間。另 外，鹽浴釬焊設(shè)備投資大，工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長。長期以來，氯化物釬劑一直以其活性 好、能增強(qiáng)釬料的流動(dòng)性等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于鋁及鋁合金的硬釬焊，但是殘余釬劑吸潮后形 成的酸液會(huì)腐蝕釬縫及釬縫周圍的母材，從而產(chǎn)生翻漿長白毛等現(xiàn)象。同時(shí)氯化物基鋁用 硬釬劑易吸潮，不但造成保管和使用不便，其焊后需徹底清除釬劑殘?jiān)?，也增加了生產(chǎn)工 序和成本，另外清洗后的污水還嚴(yán)重污染了環(huán)境。的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。SnC12、NH4Cl等幾 種鹽組成的鋁及鋁合金用釬劑的熔化溫度較低，在170°C~200°C之間，適用軟釬焊的溫 度范圍。另外在其中也引入了氟化物作為破膜劑。這類釬劑由于用的是重金屬鹽，含量較 高，釬焊時(shí)易與表面反應(yīng)析出金屬而加強(qiáng)了活性，但與此同時(shí)還析出大量的副產(chǎn)物A1F3 ，混合黏度較高的釬劑而呈泡沫狀，會(huì)弄臟焊點(diǎn)，影響釬焊工作。另外如果清洗不干凈還 易引起腐蝕問題。有機(jī)軟釬劑主要是用三乙醇胺-氟硼酸鹽型釬劑，這種釬劑以三乙醇胺 為基體物質(zhì)，然后將一些氟硼酸鹽如氟硼酸鋅、氟硼酸銨、氟硼酸鎘中的一種或幾種溶解 在有機(jī)胺溶劑中制成溶液。去膜主要是氟硼酸鹽組份在釬焊溫度下發(fā)生分解產(chǎn)生的氟化物 的作用，其中重金屬氟硼酸鹽可析出沉淀金屬以改善釬料在鋁表面的潤濕作用。而三乙醇 胺在較高溫度下可以溶解氧化鋁膜，但過程非常緩慢。主要作用在于對氟硼酸鹽的強(qiáng)烈去 膜作用起緩沖作用，另外也促使重金屬顆粒細(xì)化、均勻地在鋁表面析出致密鍍層，從而有 利于釬料潤濕鋪展。此類釬劑現(xiàn)廣泛應(yīng)用于釬焊白熾燈的鋁燈座。鋁用硬釬劑一般有粉 和膏狀兩種，軟釬劑則為液態(tài)和膏狀，而用于灌注焊錫絲的通常為膏狀。無論是硬釬劑還 是軟釬劑，其焊接時(shí)的工作機(jī)理均包括兩方面。一方面，由于鋁熱膨脹系數(shù)為23. 5X10- 6/°C，A1203的熱膨脹系數(shù)為7. 7X10-6/°C，它們之間的熱膨脹系數(shù)的不同，從而在 氧化膜處產(chǎn)生龜裂，然后釬劑在工作溫度下激烈沸騰而產(chǎn)生氣體，氣體浸入龜裂處，靠 氣體壓力剝離氧化膜。另一方面，釬劑對鋁的電化學(xué)腐蝕，將A1203膜從基體上剝離下 來，而進(jìn)入釬劑。無機(jī)鹽或有機(jī)銨鹽與金屬氧化物反應(yīng)去膜：如：NH4C1溶液：4MeO+2NH 4C1 一3Me +MeCl+N 2+4H20 或 MeO+2NH4 Cl-MeCl+2NH3+H20 有機(jī)胺鹽：2RNH3HX3+MeO- 2RNH3+MeX3+H20鋁用氯化物釬劑主要是靠氧化一還原反應(yīng)去除A1203膜的。在釬焊溫度 下，釬劑中的各組份都呈離子態(tài)存在，在熔鹽中A1的電極電位比多種重金屬的小，釬焊 時(shí)氯離子使A1203膜受到一定程度的破壞，熔融釬劑從破損處滲透過A1203薄膜與母材 A1相接觸，由于A1和重金屬電極電位不同，釬劑的重金屬離子就會(huì)從A上獲得電子而被 還原，A失去而氧化。A1-3eA13+(l)Me x++xeMe (2)錯(cuò)的離子化使A1203失去了依附，Me 的析出使A1203膜飄浮起來。并在熔態(tài)物理力如界面張力和攪動(dòng)力等的作用下使A1203 膜破碎，釬料就在該金屬液膜上下進(jìn)行潤濕和浸流，同時(shí)將A1203推向四周。很顯然，釬 料推開A1203膜的難易與析出金屬膜的性質(zhì)、狀態(tài)和密度等因素有關(guān)。在釬焊溫度下，析 出的金屬膜是液態(tài)（或它與母材形成的合金是液態(tài)）釬料就很容易推開，使之潤濕漫流 和填縫都變得順利。反之金屬膜是固態(tài)，A1203膜不是飄浮起來而是緊貼在上面，釬料在 潤濕漫流過程中推開它就很困難，這就使釬料填縫性能變差。如果析出的金屬膜不僅是固 態(tài)，而且還不和釬料相互潤濕，那么這種重金屬鹽在釬劑中就起不到表面活性劑的作用。 還有另外一種情況，析出的金屬膜雖然和母材與釬料不發(fā)生相互溶解作用，但在釬焊溫度 下呈液態(tài)存在，如Cd等金屬膜，它們不論液態(tài)或固態(tài)都不和鋁發(fā)生相互作用（例如釬劑 中加入CdCl 2或TICI時(shí)就是如此）。液膜的存在時(shí)間就是釬劑的最佳活性時(shí)間。氟硼化 物與金屬氧化物反應(yīng)去膜：如：KBF4KF+BF3A1203+2BF32A1F3+B203胺類物質(zhì)與金屬氧化 物反應(yīng)去膜：它是重要的金屬離子螯合劑，它們可以作為配位體與多種金屬離子相互作用 生成相應(yīng)的螯合或絡(luò)合物，以達(dá)到去膜目的。傳統(tǒng)的鋁釬焊工藝大多是利用絲狀、狀、條狀 等釬料與膏狀、粉狀的釬劑相配合。但隨著焊縫形狀的不斷多樣化以及工業(yè)自動(dòng)化程度的 提高，傳統(tǒng)的焊接方法已不能滿足焊接工藝技術(shù)進(jìn)步的要求。類焊膏屬于鋁硬釬焊用釬料 膏，焊接溫度高，其技術(shù)關(guān)鍵主要是在成膏體的選取上。成膏體是用來連接釬料和釬劑， 并且能很好地與釬劑和釬料穩(wěn)定共存、不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和分層現(xiàn)象；另外成膏體在釬劑和 釬料熔化前要完全揮發(fā)，或灼燒后不積碳、無殘留；同時(shí)還需具備一定的黏度。所以能同 時(shí)滿足這些條件的溶劑很少，需要通過復(fù)配的形式來獲得。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術(shù)沒有適用的且電連接性能好的商用釬料問題，提供一 種焊接溫度低，焊后器件變形小，焊接過程可靠，耐震動(dòng)的鋁箱焊接焊料有機(jī)熔劑的制備方 法。
[0004] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，是通過這樣技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種鋁釬焊料有機(jī)熔 劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟，按重量百分比選氟硼酸鋅、氟硼酸鎘、氟硼酸銨 研混均勻后與三乙醇胺相溶，其中，三乙醇胺的含量為75wt% -85wt%、氟硼酸鋅的含量為 lwt% -5wt%、氟硼酸鎘的含量為5wt% -10wt%、氟硼酸銨的含量為5wt% -10wt% ;在常 溫下按上述重量百分比中任意一個(gè)具體數(shù)值，稱取氟硼酸鋅，氟硼酸鎘，氟硼酸銨放入研缽 中研成細(xì)末，并研混均勻倒入已稱好的三乙醇胺中，攪拌均勻后，放置一定時(shí)間。
[0005] 在上述鋁釬焊料有機(jī)熔劑組合物中，三乙醇胺分子式C6H1503N，結(jié)構(gòu)式N (CH2CH20H) 3，溶解性：有吸濕性，能與水、乙醇、丙酮等混溶，具有叔胺的性質(zhì)，堿性比氨 低，能吸收C02和H2S，其水溶性呈堿性，能與無機(jī)酸或有機(jī)酸反應(yīng)生成鹽，還能和高級(jí)脂肪 酸形成脂，可與多種重金屬螯合生成2-4個(gè)配位的穩(wěn)定螯合物，是優(yōu)良的螯合劑。
[0006] 氟硼酸鋅分子式Zn (BF4) 2溶與水、醇，易潮解，能與氨生存類似水合物的氨合 物，遇熱分解成金屬氧化物。可用于某些合成樹脂生產(chǎn)的催化劑及阻燃劑，也用做電鍍液組 分。
[0007] 氟硼酸鎘分子式Cd(BF4)2無色結(jié)晶，易潮解。本身不能燃燒，遇高熱分解，易溶 于水，乙醇。由氫氟酸與硼酸反應(yīng)生成氟硼酸，再與碳酸鎘反應(yīng)制得，用于電鍍工業(yè)，有色金 屬焊接。
[0008] 氟硼酸銨分子式NH4BF4易溶于