钎焊工艺培训

钎焊工艺

钎焊工艺培训

内容简介

•钎焊原理

•铝及铝合金牌号分类•铝制热交换器常用材料•钎焊工艺

•钎焊方法及设备

•生产中需注意的问题

钎焊原理1

Ø使填充材料与母体材料发生反应，通常是在交界面处以合金化的形式形成金属的连接。金属填充材料靠毛细管作用力流入焊缝间隙从而形成联结。

Ø其特点是：①钎焊是母材不熔化，而只是钎焊熔化；

②钎剂的熔点＜钎料的熔点＜母材熔点

③钎料化学成份和性能与母材差别较大

④熔化的钎料是依靠润湿和毛细作用吸入并

保持在母材间隙内

⑤靠液态钎焊与固态母材的相互扩散形成冶

金合金

Ø钎焊过程：钎剂熔化作用→钎料熔化→相互作用→冷却凝固

钎焊原理2 钎料的

影响钎焊润湿性因素Ø钎焊和母材成份Ø钎焊温度

Ø金属表面氧化物Ø钎剂

Ø母材表面状态Ø表面活性物质

钎焊原理钎焊原理3 钎料的毛细作用

铝的优点

Ø导热性好

Ø铝比重轻

Ø抗蚀好，不需喷漆Ø可回收

Ø易焊接

Ø环保为什么不采用铜

Ø能减轻重量

Ø降低能耗

Ø较低成本

Ø在可靠性上有明显优势Ø低温钎焊不环保，钎焊后还需喷漆防腐

铝制热交换器在汽车上的应用

Ø汽车水箱空调冷凝器

Ø空调蒸发器暧风机芯

Ø油冷器中冷器

合金的选择/材料发展/带来的好处

铝合金牌号

水箱触水侧

接头和安装支架钎料

铝板/集流管扁管用处不使用系列

9×××

其它元素8×××锌

7×××镁和硅6×××镁5×××硅4×××锰3×××铜2×××含铝最小99%1×××主要合金元素合金系列

钎焊合金

AA-4045AA-4343金钎料已压敷在基材的表面(单面或双面)，厚度

为10%

如集流管/铝箔/扁管上

类似于三明治

4343：用于炉中钎焊4045：用于炉中钎焊

4047：火焰钎焊(极少用于炉内焊)

钎焊合金

相图

铝合金

主要铝合金化学成份铝合金

热交换器各部件材料

4343/3003或3003

3003

4343/3003

侧板

G77或6063或是3003

接头或支架30033003或4343/3003/434

34343/3003/43433003

翅片

4343/3003/7072

3102/1100(ML M)

3102/1100

4343/3003/7072扁管4343/3003/7072或

4343/30034343/3003/4343或4343/30034343/3003或4045/30034343/3003/7072主片/集流管/管板暧风机

蒸发器冷凝器

水箱

主要部件

铝的钎焊特点

Ø采用铝硅合金为钎焊

Ø氟铝酸钾为钎剂

Ø属硬钎焊(钎焊温度远大于450度)

Ø钎焊温度比母材熔点只低30度左右，甚至更低。

温度区间窄，易造成过烧。

Ø零件加工精度和装配间隙要求高

历史回顾

Ø20世纪70年代前，采用氯化物钎焊。

①钎焊后残余的氯化物腐蚀性强

②需增加钎焊后清洗氯化物工序

③不环保

④采用火焰焊或盐浴焊接工艺只能钎焊简单结构

⑤采用炉子钎焊，对炉膛腐蚀性强

⑥钎剂用量为：150-300克/米2

⑦优点:可焊接高镁合金

历史回顾

Ø20世纪70年代，发展了真空钎焊

利用镁的扩散现象且易从铝镁合金中挥发刺穿其表面的氧化膜，以铝硅镁合金作为钎料。

①该工艺消除了氯化物钎焊后残余物的清除必要性

②不需要焊剂

③但钎焊部件的表面洁净度要求极高

④对炉内气氛要求更高

⑤对配合精度要求更高

⑥真空炉的维护较难

因此，钎焊工艺的研究又回到了钎剂工艺上来

历史回顾

Ø20世纪70年代未，无腐蚀的氟铝酸钾钎剂被研发出来，并被注册为NOCOLOK，现绝大部份采用该工艺。

以铝硅合金作为钎料。

①该工艺消除了氯化物钎焊后残余物的清除必要性

②对钎焊炉的腐蚀风险基本消除

③相对于真空钎焊，其加工和装配精度、气氛、洁净度要求有

所降低

④该焊剂钎焊后对芯子有保护作用

⑤适应大规模批量生产

NOCOLOK 炉子钎焊工艺流程

零部件加工

热除油

氩弧焊

火焰焊

NOCOLOK钎剂Ø其成份和熔点:

NOCOLOK钎剂

Ø钎焊剂作用和工作机理:

①置换或溶解表面的氧化膜

②阻止下层未被氧化的铝合金进一步被氧化

③降低钎焊金属表面张力,加强钎料金属流动

④提高母材金属的润湿性

机理:通过熔化，铺展和溶解待钎焊部件氧化膜

该钎剂在钎焊后不具有腐蚀性，且对芯子有保护作用。由于紧依附在芯子表面，不易溶解，仅能以机械方式清除。

NOCOLOK钎剂

Ø钎剂的生产流程和相图:

合金元素对钎焊工艺的影响

Ø镁:

①NOCOLOK 钎焊要求合金中镁含量控制在0.5%

其影响:与合金表面氧化膜中氧反应生成难以被焊剂去除的氧化镁；镁或氧化镁与钎剂反应形成导致钎剂熔点上升的氟化镁(MgF 2)。②对于火焰钎焊和感应钎焊镁含量可控制在1%以下(因钎焊时间短)③可通过下列途径提高镁合金的钎焊性

提高钎剂附着量

缩短钎焊时间

用钎焊片材增加钎焊包复层的厚度

降低形成钎焊接头的合金里的其中一面合金的镁含量

采用含铯钎剂钎焊后由于镁扩散到表面，能目测到发黑物质存在