[发明专利]一种钎焊式等离子电极及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及等离子电极技术领域，具体涉及一种钎焊式等离子切割电极及其制造方法。 

背景技术

现在市面上等离子切割电极主要采用两种方式完成电极主体与铪颗粒之间的连接，即过盈压配式和钎焊式。过盈压配式连接中，过盈量的大小极其重要，过盈量太大，材料不能承受，会出现开裂；过盈量太小，使得发热量大，不能良好的接触导致电阻过大，功能无法实现。而过盈量的大小不易掌控，过盈量大小也没有完善的标准来计算。钎焊式等离子切割工艺技术就效果方面已接近激光切割，但成本却远远低于激光切割，使得钎焊式等离子切割技术在各企业中得到了充分发展。而目前钎焊式等离子切割电极大多数采用无氧铜TUI，在钎焊温度情况下会产生回火，直接导致材质变软，后续无法加工及使用。 

发明内容

本发明提供一种钎焊式等离子电极及其制造方法，该方法可以解决钎焊式电极在钎焊高温过程中出现褪火现象导致产品变软的问题。 

解决上述技术问题的方案如下： 

步骤（1），以强化无氧铜作为电极主体，在电极主体上加工出钎焊孔以及冷却孔； 

步骤（2），将铪丝通过车削或切断处理得到铪颗粒； 

步骤（3），采用切断处理加工出钎焊材料； 

步骤（4），将电极主体放在水平的夹具中，向电极主体上的钎焊孔内，先 放入步骤（3）得到的钎焊材料，再放入铪颗粒； 

步骤（5），将步骤（4）组装好的产品放入真空炉，抽真空，加热至钎焊温度，钎料融化使铪颗粒与电极主体连接为一体，再进行保温以及冷却。 

进一步地，所述的步骤（2）中铪颗粒加工，根据铪颗粒的不同外径与钎焊孔径相差0.02-0.3mm,优选0.07mm。因为这种温度的钎焊靠的是银融化后的毛细现象，孔径太小了流不出来，太大了铪颗粒与孔之间就不能形成毛细现象，导致填不满而虚焊。在这个范围内钎料流动好，能够将焊缝填充完整不会出现虚焊，过焊。 

进一步地，所述的步骤（3）中钎焊材料加工，依据铪颗粒的长度，孔径的差异，测算出需要钎料的体积并根据体积折算至焊料长度，钎焊材料直径小于钎焊孔直径，直径相差0.2-0.8mm即可。在钎焊材料的计算中，需要考虑以下几点：1，需考虑铪颗粒与铜体孔的极限体积差异。2，需考虑在一定温度下银钎料熔化后的漫流数量。3，需考虑银钎料在高温和真空状态下的损耗。4，需考虑焊缝成形过程中银钎料分别于铜体和铪颗粒的溶蚀体积。过多和过少都会影响产品性能。钎料体积可按照以下方法计算： 

钎料体积＝(电极主体面积-铪丝面积)*焊丝孔深度+钻孔后底部圆锥体的体积 

进一步地，所述的步骤（5）中，真空度要求1x10^-2–8x10^-3Pa。 

更进一步地，所述的步骤（5）中，钎焊温度根据钎焊材料的要求控制在700-880℃之间，保温时间为30-45分钟。 

采用了上述方案，解决了钎焊式电极在钎焊高温过程中出现回火现象导致产品变软的问题，采用新型铜材强化无氧铜，该铜材是在无氧铜中加入金属氧化物（含量0.2%-0.8%），重新熔炼得到的新型强化无氧铜，所述的金属氧化物 为Al₂O₃、CuO和Fe₂O₃中任意一种。该强化无氧铜具有良好的导电性能和抗高温软化性能，既可以满足电极导电需求，又可以避免在钎焊过程中由于材质本身的问题导致的软化问题。 

一种钎焊式等离子电极，包括铜电极主体、铪颗粒，所述的铜电极主体为强化无氧铜，电极主体头部具有钎焊孔，钎焊材料将铪颗粒焊接于钎焊孔内，使得其与电极主体连接。 

所述强化无氧铜是在无氧铜中加入金属氧化物（含量0.2%-0.8%），重新熔炼得到的，所述的金属氧化物为Al₂O₃、CuO和Fe₂O₃中任意一种。 

采用了上述方案，该钎焊式等离子电极具有良好的导电性能和抗高温软化性能，既可以满足电极导电需求，又可以避免在钎焊过程中由于材质本身的问题导致的软化问题。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 

图1为本发明钎焊式等离子电极的结构示意图； 

图中：1为铜电极主体，2为铪颗粒。 

具体实施方式