本發明涉及焊接技術領域,特別是一種適用于鋁軟釬焊的無鉛環保焊錫絲及其制備方法。
背景技術:
近年來,節能環保成為大家共同的追求,對于焊接領域來說同樣如此。傳統焊接的基材主要是銅,但是隨著銅材料的大幅漲價,以及人們愈發追求產品的輕質性、易攜帶性,鋁及鋁合金走進了材料人的視野。
鋁及鋁合金具有一些銅材料無法比擬的優勢。首先,鋁在地殼中的含量遠高于銅,提取方法簡單易行,因而市場上鋁金屬的價格遠低于銅。其次,鋁的密度為2.7g/cm3,銅的密度為8.96g/cm3,僅為其1/3,所以在相同的體積下,鋁材料的質量遠輕于銅材料。同時,鋁及鋁合金的導電、導熱性能良好,有利于焊接接頭的電傳導及散熱。但是鋁及鋁合金在焊接過程中也存在一些缺陷。普通的鋁釬焊焊接溫度在600℃以上,耗能大,使用的釬劑主要是金屬鹽,焊接殘留物對基板有腐蝕。
技術實現要素:
為了克服上述缺陷,本發明的目的在于提供了一種適用于鋁軟釬焊的無鉛環保焊錫絲,該焊錫絲能夠快速焊接鋁基板材料,焊接溫度380℃-420℃,適用于手工烙鐵焊和火焰噴焊等,極大的減少了能耗,節約成本,保護環境。焊錫絲中所用助焊劑的主要成分是有機物,不僅可以滿足鋁基板對焊接性能的要求,同時還可以保證焊后殘留物少,對基板基本無腐蝕。
本發明所述的適用于鋁軟釬焊的無鉛環保焊錫絲,由以下質量百分含量的原料組成 100% :
無鉛焊料:96.5-98.5%;
助焊劑:1.5-3.5%。
無鉛焊料由Sn、Ag、Cu、Bi、Sb中的一種或幾種構成;
助焊劑由以下質量百分含量的原料組成 100% :
松香10-30%
溶劑40-80%
緩蝕劑2%
金屬成膜劑 8-10%
余量為活性劑。
優選的,所述松香為氫化松香、脂松香中的一種或兩種。
優選的,所述溶劑為乙二胺、氨乙基乙醇胺、三乙烯四胺、二乙醇胺中的一種或幾種。
優選的,所述緩蝕劑為苯并三氮唑。
優選的,所述金屬成膜劑為鋅的化合物,所述鋅的化合物為氟化鋅,氯化鋅,溴化鋅,氟硼酸鋅,氧化鋅的一種或幾種。
優選的,所述活性劑為有機酸,所述有機酸為丙二酸,丁二酸,己二酸,檸檬酸,水楊酸,衣康酸,硬脂酸,氫氟酸,氟硼酸的一種或幾種。
上述適用于鋁軟釬焊的無鉛環保焊錫絲的制備方法如下:
(1)稱取溶劑,加入一容器中,然后向溶劑中添加有機酸,直至溶液的PH=7;
(2)將上述溶液加熱至130-140℃,添加鋅的化合物,直至其全部溶解;
(3)加入緩蝕劑、松香,直至藥劑全部溶解,助焊劑煮制完成;
(4)將煮制好的助焊劑添加到液壓機所帶松香桶里,加入無鉛焊料,經過液壓、輥軋、拉絲、繞線,即可獲得本發明所需的無鉛環保焊錫絲。
本發明選用的原料中,采用胺類物質作為溶劑,主要是因為該類溶劑對本發明選用的活性劑和金屬成膜劑具有良好的溶解能力,同時相對于焊接溫度來說,所選溶劑沸點較低,在焊接過程中易揮發,能夠減少焊后殘留。本發明中,金屬成膜劑選用的是鋅的化合物,主要是因為Al3++3e的標準電極電位是-1.663V,Sn2++2e的標準電極電位是-0.136V,鋁和錫二者的電極電位相差較大,完成二者的焊接相當困難,Zn2++2e的標準電極電位是-0.763V,處于錫和鋁之間,能夠促使錫和鋁完成焊接,并保證焊點的結合強度。
具體實施方式
下面給出實施例對本發明作進一步的詳細說明:
實施例1:
(1)分別稱取一定量的乙二胺和氨乙基乙醇胺,向乙二胺中添加丁二酸,直至溶液PH=7,向氨乙基乙醇胺中緩慢添加水楊酸,直至溶液PH=7;
(2)稱取上述乙二胺丁二酸溶液300g倒入燒杯,然后稱取氨乙基乙醇胺水楊酸溶液300g加入燒杯,將混合溶液加熱至140℃,添加80g的氟化鋅,攪拌,直至氟化鋅全部溶解;
(3)稱取20g的苯并三氮唑、300g脂松香倒入燒杯,攪拌直至藥劑全部溶解,助焊劑煮制完成;
(4)將煮制好的助焊劑添加到液壓機所帶松香桶里,加入無鉛焊料,經過液壓、輥軋、拉絲、繞線,獲得本發明所需的無鉛環保焊錫絲。
實施例2:
(1)分別稱取一定量的三乙烯四胺和二乙醇胺,向三乙烯四胺中緩慢添加氟硼酸,直至溶液PH=7,向二乙醇胺中緩慢硬脂酸,直至溶液PH=7;
(2)稱取上述三乙烯四胺氟硼酸溶液460g倒入燒杯,然后稱取二乙醇胺硬脂酸溶液230g加入燒杯,將混合溶液加熱至1350℃,添加90g的氟硼酸鋅,攪拌,直至氟硼酸鋅全部溶解;
(3)稱取20g的苯并三氮唑、200g氫化松香倒入燒杯,攪拌直至藥劑全部溶解,助焊劑煮制完成;
(4)將煮制好的助焊劑添加到液壓機所帶松香桶里,加入無鉛焊料,經過液壓、輥軋、拉絲、繞線,獲得本發明所需的無鉛環保焊錫絲。
實施例3:
(1)稱取一定量的氨乙基乙醇胺,向氨乙基乙醇胺中緩慢添加氟硼酸,直至溶液PH=7;
(2)稱取上述氨乙基乙醇胺氟硼酸溶液800g加入燒杯,將溶液加熱至130℃,添加80g的氧化鋅,攪拌,直至氧化鋅全部溶解;
(3)稱取20g的苯并三氮唑、100g氫化松香倒入燒杯,攪拌直至藥劑全部溶解,助焊劑煮制完成;
(4)將煮制好的助焊劑添加到液壓機所帶松香桶里,加入無鉛焊料,經過液壓、輥軋、拉絲、繞線,獲得本發明所需的無鉛環保焊錫絲。
上述實施方式僅為本發明的優選實施方式,不能以此來限定本發明保護的范圍,本領域的技術人員在本發明的基礎上所做的任何非實質性的變化及替換均屬于本發明所要求保護的范圍。