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科普学习|气密性封装之平行封焊(缝焊)基础之二

2025年07月29日 18:29:24      来源:武汉市世纪鸿基机械科技有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:8

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平行封焊(缝焊)的主要工艺参数有脉冲功率、脉宽、周期、焊接速度、电极压力等,都会对焊点大小、形貌、间距,热量等产生重要影响。各参数之间需要相互配合,获得的工艺窗口,达到焊接效果并降低壳体温度。

不同的参数具体工艺应用也有所差别:

(1)、脉冲功率:控制单个脉冲能量的大小,是决定金属材料能否被熔化的重要条件。

(2)、脉宽:调节每个脉冲周期内放电时间(也就是占空比),同时也调节放电功率。它对焊点的大小和间距都产生重要影响,是平行缝焊工艺参数中比较重要的一个。

(3)、周期:脉冲周期决定着每隔多少时间脉冲重复一次,脉冲周期决定了焊点的间距。

(4)、焊接速度:移动速度对焊点的形状和间距都产生影响,缝焊速度对缝焊热量也有一定的影响。

(5)、电极压力:决定电极与盖板接触电阻值的大小。压力越大,接触电阻越小。压力越小,接触电阻越大。压力过小,接触不可靠会造成焊接时飞溅或打火。

 

 

平行缝焊(封焊)高质量的缝焊要求:高可靠气密性、焊点均匀连续无孔隙、鱼鳞焊纹清晰均匀、无过烧无漏金、焊缝平滑饱满、管壳温度不能过高。

那么如何保证达到质量要求呢?

缝焊管壳时输入的总能量最少,既能够使金属熔化,又不会使管壳过热。下面就从各相关联影响因素逐个分析:

(1)、速度与热量:焊接所产生的热量越大,管壳瓷体的温升越高,管壳瓷体开裂的概率越大。较快焊接速度,可降低管壳热冲击。优化参数,选用适中的功率数值,适当提高速度,可以解决壳体开裂问题。

(2)、体积与热量 :管壳体积不同,缝焊过程产生的热量累积和传递耗散不同。随着体积的增加,外壳温升减小。当封焊完成的瞬间,外壳温升并没有达到值,一般在封焊完成后的 5s 内温度达到值。

(3)、脉宽与热量 :控制交叠部分占焊点尺寸大小的关键工艺参数是焊接脉宽。焊接过程中电极的运动速度也对其产生影响。当脉宽增大后,管壳壳体的温度明显升高,热应力增大,热应力位于管壳角部,降低脉宽可以缩减单个焊点的焊接尺度,使焊点熔化区域靠近管壳外侧。

(4)、电极角度与焊缝宽度 :电极角度增大,焊接热量中心越向外移动,焊缝宽度会变窄。常规器件的选用电极是8°- 12°。

(5)、电极材料与散热:采用低电阻率,高热导率,平行缝焊选择钨铜等材料作为电极。

(6)、封焊夹具与工艺稳定性 :夹具应采用导热系数较大的材料制作。设计应保证封装过程中样品能够平稳固定、均匀受力。设计不当或加工粗糙,导致接触电阻波动性增大,焊接功率波动性增大,焊点一致性会失控。

(7)、盖板转角与焊接缺陷 :电极轮锥面,若拐角为直角,会出现两次缝焊,焊点堆叠,能量集中,会造成烧角现象。拐角处为圆弧拐角时,则焊接是在电极轮的有效焊接半径逐渐减小的过程中完成的,弧度半径 R 为0.8~1.5mm。

(8)、焊接能量与 PIND :确保气密性和强度的前提下,将内部焊缝宽度控制在外壳厚度的0.4~0.6 倍即可,避免施加过大的焊接功率,引起金属颗粒物飞溅。

(9)、压力与热量:缝焊会在封焊环区域产生的高热量,由于玻璃绝缘子与金属外壳之间存在热膨胀系数差异,且玻璃绝缘子较为脆弱,封焊功率过大,热量冲击越大,引脚区域温升过高,将导致玻璃绝缘子裂纹。

(10)、镀层质量要求:镍层功率需求较小,镀金层的功率要高。同样厚度的镀层,镀的方法不同,也会影响缝焊参数。化学镀金比电解镀金所要求的功率要小。

(11)、盖板质量要求:盖板表面应比较平整,其平整度控制在 0.04mm 内。热膨胀系数与壳体相近;焊接熔点温度要尽可能低;尺寸误差小;具备平整、光洁、毛刺小、沾污少。(盖板缝焊厚度控制在0.08mm~0.12mm的范围内。)

综上,平行缝焊(封焊)要达到高质量的焊接要求(高可靠气密性,焊点均匀连续无孔隙,鱼鳞焊纹清晰均匀,无过烧无漏金,焊缝平滑饱满,管壳温度不能过高),和工艺参数的匹配,管壳盖板材料的选择都有着至关重要的关系,需综合多方因素分析。

(未完待续)

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