冷焊是采用大电流脉冲在瞬间流过工件和修补铸件的接合面,使其迅速熔化结合的技术。由于它在焊接时产生的热量很少,基件和焊点附近材料保持常温,基材不会产生热变形,因此称为冷焊在现代工业制造中,冷焊工艺和冷焊机已经是不可或缺的设备之一,“冷焊”也成为大家耳熟能详的词语之一了。

 

然而,“冷焊”一词还具有其他的含义,它们与我们一般认识的冷焊可谓大相庭径。

冷焊的第一种其他含义:宇宙和真空中的一种自然现象。

在宇宙真空环境中,两块裸露的同类金属在接触后会相互粘合,好像被焊接在一起一样,这个现象被称之为“冷焊”。这里的“冷焊”,和我们日常生活中的冷焊可谓风马牛不相及。

史上最具幽默感的物理学家费曼曾经形象地解释道,这种现象的产生是因为“在真空中,处在接触面两边金属原子之间没有任何物质将它们隔开,所以这些金属原子无法知道它们其实是属于两块独立的金属的。

而在大气环境中,由于空气的存在和金属表面氧化物的存在,两块金属即使相互接触后也不会粘合在一起。

 

在人类探索太空的过程中,对这个小细节的忽视曾经引发过巨大的麻烦。1991年4月11日,NASA花巨资打造的“伽利略”号探测器抵达木星。当控制中心向伽利略号发送打开主天线的指令后,却发现主天线并没有完全打开。排除掉种种可能性后,科学家们最终发现了故障的原因:在伽利略号发射升空之前,它在地面上经历了数次运输和测试,在这些过程中,覆盖在几根骨架上的润滑物质和氧化层在摩擦的作用下被过早地磨损掉了。在进入太空后,有三根骨架和其他金属部件在“冷焊”的作用下被粘结到了一起,影响到伽利略号上的天线开启束。这台17亿美元,费时25年的探测器差点因为“冷焊”而变成一块太空垃圾。

 

 

冷焊的另一种含义,常用在电子产品之中,常常和“虚焊”这一词一同出现。

在电子产品装联焊接中,长期以来虚焊、冷焊现象一直是困扰焊点工作可靠性的一个最突出的问题,特别是高密度组装和无铅焊接中此现象更为突出。历史上电子产品(包括民用和军用)因虚焊或冷焊造成电子装备失效而酿成事故的情况不胜枚举。

 

在现代电子装联焊接中,冷焊是间距≤0.5mm的μBGA、CSP封装芯片再流焊接中的一种高发性缺陷。在这类器件中,由于焊接部位的隐蔽性,热量向钎料球焊点部位传递困难,因此,冷焊发生的比率比虚焊还要高。然而由于冷焊在缺陷现象表现上与虚焊非常相似,因此,往往被误判为虚焊而被掩盖。在处理本来是由于冷焊现象而导致电路功能失效问题时,往往按虚焊来诊治,结果是费了劲,效果却甚微。

冷焊与虚焊造成的质量后果表现形式相似,但形成机理却不一样,不通过视觉图像甄别,就很难将虚焊和冷焊区分开来。在生产过程中很难完全暴露出来,往往要到用户使用一段时间(短则几天,长则数月甚至一年)后才能暴露无遗。因此,不仅造成的影响极坏,而且后果也是严重的。

 

 

因此,我们在查阅和学习冷焊的相关资料时,一定要注意资料中冷焊的正确含义,千万不要南辕北辙。

 

 


 


2020年03月14日

冷焊技术在造船工业中的应用
冷焊机的分类和选用

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此冷焊非彼冷焊——冷焊居然还有其他意思?

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