Ảnh hưởng của biên độ và thời gian lên mối hàn đồng trong môi trường thiếc LF 307b với tần số 20 khz có tấm phàn xạ xong

NGHIÊN CỨU - TRAO ĐỔI ẢNH HƯỞNG CỦA BIÊN ĐỘ VÀ THỜI GIAN LÊN MĨI HÀN ĐỊNG TRONG MƠI TRƯỜNG THIẾC LF-307B VỚI TẦN SỐ 20 KHZ CÓ TẤM PHẢN XẠ CONG EFFECTS OF AMPLITUDE AND TIME ON COPPER WELDING JOINTS IN LF 307B TIN MEDIUM ASSISTED 20 KHZ WITH CURVATURE REFLECTING PLATE Trương Đăng Khoa, Nguyễn Thanh Hải Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh TĨM TẮT Hàn vảy thiếc siêu âm cho phép hàn vật liệu gồm sứ, nhôm, thủy tinh với dây đông, nhôm tẩm pin mặt trời, lõi mơ tơ điện Nhóm nghiên cứu sau khí tìm hiên, thiết kế chế tạo máy hàn vảy thiếc siêu âm với phan xạ cong, tiến hành nghiên cứu ảnh hirơng thông số công nghệ đến chất lượng mối hàn Trong bảo này, thông số biên độ thời gian cùa mảy hàn vây thiếc sử dụng thiếc LF-307B với vật liệu đồng khao sát Từ khóa: Hàn siêu âm; Hàn vảy thiếc; Hàn dây đồng; Tẩm phân xạ cong ABSTRACT Ultrasonic tin soldering allows welding of materials such as ceramics, aluminum, glass with copper and aluminum wires in solar panels, electric motor cores After studying, designing and manufacturing an ultrasonic tin soldering machine with curved reflector, the research team conducted a study on the influence of technological parameters on the quality of the joint In this paper, the amplitude and time parameters of ultrasonic tin soldering machine using tin bar LF307B with copper material are investigated Keywords: Ultrasonic welding; Tin welding; Copper welding; Curvature reflector ĐẶT VẤN ĐÈ Hàn vảy ứng dụng rộng rãi ngành công nghiệp điện tử, nhiên không dễ dàng đê hàn dây đồng khơng có chất trợ dung Dao động tần số cao siêu âm giải vấn đề này, đồng thời nâng cao chất lượng vết hàn hướng đáng quan tâm Vấn đề có thê khắc phục cơng nghệ hàn vảy thiếc có hỗ trợ siêu âm với phản xạ cong ISSN 2615 -9910 TẠP CHÍ Cơ KHÍ VIỆT NAM, số 1+2 năm 2022 cokhivietnam.vn / tapchicokhi.com.vn 187 NGHIÊN CỨU-TRAO ĐỒI MÁY HÀN VẢY THIÉC SIÊU ÂM kích thước 01mm kiêm tra thử kéo Đe đảm bao độ xác kiểm tra lực kéo, ta hàn tất Máy hàn váy thiếc siêu âm Hình bao gôm phận: nguồn phát siêu âm, nguồn điều khiên nhiệt độ, bể thiếc siêu âm Thiết ke thiết bị trình bày nghiên cứu ca mầu với chiều dài hàn 5mm, Hình trước [1], [2], Hỉnh Mân dây đông 01 nvn 2.2 Thơng số cơng nghệ Hình ì Sơ phận Thơng số cơng nghệ: 2.1 Mẩu thí nghiệm Sử dụng đồng đồng (Cu) Thời gian phát siêu âm (thời gian hàn) từ 0,5s đến 40s kích thước 2mm X 8mm X15mm đê đánh giá tác dụng phản xạ mặt trước (mặt tiếp xúc trực tiếp siêu âm) mặt sau (mặt anh hưởng phan xạ), Hình Nhiệt độ bế hàn từ 260°C đến 360°C Biên độ dao động sóng siêu âm từ 10% đến 90% Bán kính phản xạ chọn R15 Nhiệt độ bể thiếc chọn đề khảo sát T = 300°C ± 10, thực nghiệm thấy ràng nhiệt độ lớn hon nhiệt độ khảo sát, xỉ hàn dễ Hình Mán đông 2x8x15nnn sinh ra, tạo thành yếu tố anh hưong đến trình hàn, nhiệt độ thấp hơn, độ nóng bị Sừ dụng mầu dây điện bàng đồng (Cu) truyền đi, độ bám chẳc vết hàn ISSN 2615 -9910 188 TẠP CHÍ Cơ KHÍ VIỆT NAM, số 1+2 năm 2022 cokhivietnam.vn / tapchicokhi.com.vn NGHIÊN CỨU - TRAO ĐỔI 2.3 Thiếc hàn LF-307B KÉT QUẢ THÍ NGHIỆM Bảng Thơng số thiếc hàn: Đặc tính Thành phần hợp kim LF-307B/LF-307HD Khối lượng riêng 7.4 Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5 Nhiệt độ đơng đặc (°C) 217 3.1 Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng biên dộ Đê so sánh ảnh hưởng biên độ Nhiệt độ nóng chảy (°C)' 219 Độ bền kéo (Mpa) 35 Điện trở suất (pQ-cm) 13 lượt 10%, 30%, 50%, 70% 90% với thời Độ giãn dài (%) 38 gian cố định 4s, nhiệt độ 300"C dao động sóng siêu âm đến chất lượng mối hàn, nhóm nghiên cứu tiến hành thay đơi biên độ lần Hĩnh Hình ảnh mặt trước sau đồng với biên độ thay đổi: a) Mặt trước; b) Mật sau Hình Anh SEM (trái) hĩnh ảnh xử lý (phải) cỉta mặt trước sau đồng với biên độ 50%: a) Mặt trước; h) Mặt sau ISSN 2615-9910 TẠP CHÍ Cơ KHÍ VIỆT NAM, số 1+2 năm 2022 cokhivietnam.vn / tapchicokhi.com.vn 189 NGHIÊN CỨU - TRAO ĐỔI Hình Mối quan hệ cùa lực kẻo lớn với biên độ siêu âm dày đơng 3.2 Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng thòi gian Tiếp tục so sánh ảnh hưởng thời gian siêu âm đến chất lượng mối hàn, nhóm nghiên cứu tiến hành thay đổi thời gian Hình Hình ảnh mân thừ kẻo hàn biên độ khác nhan 2s, 3s, 4s, 5s, 6s với biên độ cố định 50%, nhiệt độ 300°C Hình Hình anh mặt trước san cua đồng với thời gian thay đổi: a) Mặt trước; b) Mặt san ISSN 2615-9910 190 TẠP CHÍ Cơ KHÍ VIỆT NAM, số 1+2 năm 2022 cokhivietnam.vn / tapchicokhi.com.vn NGHIÊN CỨU - TRAO ĐỔI Hình Anh SEM (trái) hỉnh ánh xử lý (phai) mặt trước sau Cu với thời gian 4s: a) Mặt trước; b) Mặt sau Hình 10 Hình ánh mẫu thư kẻo hàn thời gian siêu âm khác ISSN 2615 - 9910 TẠP CHÍ Cơ KHÍ VIỆT NAM, số 1+2 năm 2022 cokhivietnam.vn / tapchicokhi.com.vn 191 NGHIÊN CỨU-TRAO ĐỔI 235 - ■ 235.17 Tensile strength 230 - E 41 •*—» ■ 220,87 a214.05 212.89 T r, ■y s U-5 time 1.5» Hình 11 Mối quan hệ lực kéo lớn với thời gian siêu âm dây đồng hướng tăng lên thời gian hàn, đồ thị KÉT LUẬN Các kết hàn đồng máy hàn vảy thiếc siêu âm tần số 20 kHz với phản xạ cong RI cho kết đáng khích lệ đáp ứng lực kéo đạt ngưỡng cực đại cận 6s, khoảng giá trị 8s giá trị lực kéo có xu hướng giảm khoảng biến thiên lớn.