技術指導 / Technical Guidance
鋁釬焊技術簡介
- 分類:潔凈度對后道工序的影響
- 作者:
- 來源:
- 發(fa)布時間:2021-02-09
- 訪問量:0
【概要(yao)描述】釺焊(han)定義(yi):用(yong)比母(mu)材熔點低的金屬材料作為釬料,用(yong)液態釬料潤(run)濕母(mu)材和(he)填充工件(jian)接口間隙并(bing)使其(qi)與母(mu)材相互擴散的焊(han)接方法。
鋁釬焊技術簡介
【概(gai)要描述】釺焊(han)(han)定義:用比(bi)母材熔點低的金屬材料作為釬(han)料,用液態釬(han)料潤濕母材和填充工件接口間隙并使(shi)其與母材相互擴散的焊(han)(han)接方法。
- 分類:潔凈度對后道工序的影響
- 作者:
- 來源:
- 發布時間(jian):2021-02-09
- 訪問量:0
釺焊定義:用比(bi)母材(cai)熔點(dian)低(di)的金屬材(cai)料作為釬(han)料,用液態釬(han)料潤濕母材(cai)和填充工件接口間隙并使其(qi)與(yu)母材(cai)相互擴(kuo)散的焊接方法。
釺焊時只有(you)釺料熔(rong)化而母(mu)(mu)(mu)材(cai)保持(chi)(chi)固(gu)態,這就要求(qiu)釺料的熔(rong)點低於(wu)母(mu)(mu)(mu)材(cai)的熔(rong)點,其成分亦有(you)差別。熔(rong)化的釺料依靠潤濕(shi)和(he)毛細作用吸入(ru)並保持(chi)(chi)在母(mu)(mu)(mu)材(cai)間(jian)隙(xi)內(nei),液態釺料與固(gu)態母(mu)(mu)(mu)材(cai)間(jian)的相(xiang)互擴散形成冶金結合(he)。
一般來說(shuo),釬(han)焊(han)(han)作業要(yao)使用(yong)焊(han)(han)料和(he)焊(han)(han)劑,使用(yong)的焊(han)(han)料熔(rong)點在450℃以(yi)(yi)下(xia)的稱為焊(han)(han)錫(錫和(he)鉛的合(he)金),溫度在其以(yi)(yi)上者(zhe)稱為釬(han)焊(han)(han)(BRAZING),另外,利用(yong)高分(fen)子(zi)的媒介的接合(he)稱為熔(rong)接(BONDING),和(he)釬(han)焊(han)(han)加以(yi)(yi)區別。
鋁釬焊介紹:
鋁的釺(qian)焊(han)始於二十世紀三十年代初。如今(jin)已有(you)許(xu)多種不同(tong)的釺(qian)焊(han)技術(shu)被(bei)採用(yong)。在釺(qian)焊(han)裝置中(zhong),氣氛爐釺(qian)焊(han),真(zhen)空釺(qian)焊(han)和(he)浸漬釺(qian)焊(han)占(zhan)了很大(da)部分。
鋁釬焊特點:爲了(le)使釺(qian)(qian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)成功,釺(qian)(qian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接處表面(mian)必須乾淨且在釺(qian)(qian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)溫度時(shi),該表面(mian)不(bu)能有任何(he)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)。鋁(lv)在空氣中(zhong)及焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接時(shi)極易氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua),生(sheng)成的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)(Al2O3)熔(rong)(rong)點高(gao)、非常穩定,不(bu)易去除(chu)(chu)。(如(ru)超過250℃,鋁(lv)表面(mian)會(hui)形成高(gao)溫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物,這(zhe)些氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物很難被Noclok釬劑去除(chu)(chu))氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜阻礙釬料(liao)的(de)(de)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)和(he)熔(rong)(rong)合,氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜的(de)(de)比重(zhong)大,不(bu)易浮(fu)出表面(mian),易生(sheng)成夾渣(zha)、未熔(rong)(rong)合、未焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)透(tou)等(deng)缺欠。鋁(lv)材(cai)的(de)(de)表面(mian)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜和(he)吸附大量的(de)(de)水(shui)分(fen),易使焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)產生(sheng)氣孔。焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接時(shi)應清除(chu)(chu)其(qi)表面(mian)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜。(焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑與(yu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物反應並同時(shi)取代氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物,從而避免(mian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)件(jian)與(yu)爐子(zi)內的(de)(de)空氣接觸,這(zhe)樣(yang)釺(qian)(qian)料(liao)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)並通過毛細管作(zuo)用(yong)被拉至焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)。)
正如在油垢的(de)表(biao)面上澆水由于表(biao)面張力的(de)作用會(hui)形成(cheng)水滴一樣,在氧化膜上面進行釬焊(han),釬焊(han)材料也無法均勻地和基礎金(jin)屬材料(母(mu)材)結合,所以會(hui)形成(cheng)不(bu)良的(de)釬焊(han)面。
鋁(lv)材的釬焊只能采用以下的化(hua)學方(fang)法和物(wu)理方(fang)法。
鋁(lv)釬焊(han)的(de)方(fang)法(fa)主從次(ci)序依次(ci)是(shi)FB→VB→NB,物(wu)理(li)性還(huan)(huan)原(yuan)方(fang)法(fa)VB法(fa)和VAW法(fa)無需(xu)進(jin)行焊(han)劑的(de)涂布。但是(shi)VB法(fa)的(de)缺點是(shi)還(huan)(huan)原(yuan)不(bu)夠徹底,殘留(liu)一部(bu)分氧化物(wu),再有就是(shi)為了(le)強化鋁(lv)材添(tian)加的(de)鎂在真空狀(zhuang)態(tai)下隨還(huan)(huan)原(yuan)反應分解使之不(bu)耐腐(fu)蝕。另外,VAW法(fa)的(de)介質(zhi)氣體需(xu)使用D.P(露(lu)點)-70℃,含(han)氧量為6-8ppm的(de)氮氣,較難做到。而且日后(hou)涂裝以前必須進(jin)行金屬表面處理(li)。
另一種是(shi)(shi)化(hua)學性(xing)還原方(fang)法,FB法和(he) NB法最大(da)的(de)(de)不同之處(chu)在(zai)于焊(han)(han)劑的(de)(de)種類不同,FB法使用的(de)(de)是(shi)(shi)氯化(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)焊(han)(han)劑(ZnCl2,LiCl2)鹽基不僅腐(fu)蝕(shi)基礎(chu)材(cai)(cai)料(基材(cai)(cai))而且(qie)還會引發環境污(wu)染(ran)(ran)等公害(hai)問(wen)題(ti)(ti)。所以,后續的(de)(de)清洗(xi)作業是(shi)(shi)不可缺少的(de)(de)。而且(qie)在(zai)涂(tu)裝以前一定要進行(xing)(xing)表面處(chu)理(li)。與此相(xiang)比較NB法使用的(de)(de)是(shi)(shi)氟(fu)化(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)焊(han)(han)劑(KAlF4),無(wu)需(xu)進行(xing)(xing)釬(han)(han)焊(han)(han)后的(de)(de)清洗(xi),而且(qie)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)很強,涂(tu)裝時也無(wu)需(xu)進行(xing)(xing)表面處(chu)理(li),雖(sui)然(ran)和(he)FB法同樣焊(han)(han)劑會污(wu)染(ran)(ran)設備,設備自身的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)比氯化(hua)物(wu)(wu)要小一些(爐的(de)(de)壽命FB=1/2年(nian)(nian),NB=5-6年(nian)(nian))。只(zhi)不過焊(han)(han)劑中(zhong)的(de)(de)氟(fu)(F)和(he)基礎(chu)金(jin)屬材(cai)(cai)料(母材(cai)(cai))中(zhong)的(de)(de)鎂(mei)(Mg)反(fan)應生成的(de)(de)MgF2會影(ying)響(xiang)釬(han)(han)焊(han)(han)的(de)(de)質量,所以Mg在(zai)基礎(chu)金(jin)屬材(cai)(cai)料中(zhong)的(de)(de)含量需(xu)在(zai)1%以下。另外的(de)(de)缺欠就(jiu)是(shi)(shi)焊(han)(han)劑的(de)(de)殘留問(wen)題(ti)(ti)。然(ran)而這種方(fang)法有許(xu)多(duo)優點(dian),所以在(zai)熱(re)交換器的(de)(de)釬(han)(han)焊(han)(han)中(zhong)NB爐仍然(ran)是(shi)(shi)主流。
注:[所(suo)謂NB法(fa)] NB是“NOCOLOK (NON COLOSION[非吸濕性(xing)]BRAZING[釬焊(han)]”的(de)(de)(de)省略語,“NOKOLOK”的(de)(de)(de)名(ming)稱是美國ALCA公司的(de)(de)(de)專利名(ming)稱(專利只限于(yu)焊(han)劑(ji))。
鋁釬焊材料由包(bao)在芯(xin)體(ti)合(he)金(AA3003)的(de)一面或兩(liang)面的(de)鋁(lv)硅合(he)金薄層組成(cheng)。低熔(rong)點的(de)鋁(lv)硅合(he)金則在釬焊(han)過程(cheng)中熔(rong)化流動,在冷卻后在要連接的(de)元件之間形(xing)成(cheng)冶金結(jie)合(he)。
芯體合金:NOCOLOK釬(han)焊要(yao)求(qiu)(qiu)母材固相(xiang)線溫度(du)(du)不(bu)低于615℃,同時(shi)由于釬(han)劑(ji)對(dui)合金表面的(de)(de)(de)(de)MgO的(de)(de)(de)(de)溶解有(you)一定(ding)的(de)(de)(de)(de)限度(du)(du),且Mg和(he)MgO與釬(han)劑(ji)反應生成(cheng)MgF2,使得釬(han)劑(ji)熔點升高失去活性,故要(yao)求(qiu)(qiu)Mg含(han)量不(bu)超過1%(最(zui)好不(bu)超過0.5%)。因此(ci)適合NOCOLOK釬(han)焊的(de)(de)(de)(de)鋁合金有(you)工業純(chun)鋁和(he)Mg含(han)量較低的(de)(de)(de)(de)Al-Mn合金(如AA3003、AA3102、AA3005、AA3105等(deng)(deng))和(he)Al-Mg-Si合金(如AA6063、AA6951等(deng)(deng))。AA3003是傳統的(de)(de)(de)(de)對(dui)汽車熱(re)交換器(qi)均可(ke)考(kao)慮的(de)(de)(de)(de)合金,它可(ke)用於所有(you)的(de)(de)(de)(de)釺(qian)焊方(fang)法。
注:大多數的鋁合金均(jun)能釺焊(han)(han)但不能利用所(suo)(suo)有的釺焊(han)(han)技術,主要分(fen)保護性氣(qi)氛釺焊(han)(han)(CAB),即通常所(suo)(suo)說的NB釺焊(han)(han),和真(zhen)空釺焊(han)(han)(VB)的合金如何選(xuan)擇。對空氣(qi)爐(lu)釺焊(han)(han),合金的選(xuan)用可(ke)以和CAB的一樣。
AA3003是傳(chuan)統的(de)對汽車(che)熱交(jiao)換器均可(ke)考慮的(de)合金(jin)(jin),它可(ke)用(yong)(yong)於所有的(de)釺焊方法。爲(wei)了獲得更高的(de)強度,真空釺焊用(yong)(yong)AA3005合金(jin)(jin),時效(xiao)(xiao)強化合金(jin)(jin)AA6060、AA6063、AA6951也(ye)可(ke)用(yong)(yong)於真空釺焊。爲(wei)使(shi)6000系列的(de)合金(jin)(jin)有可(ke)能時效(xiao)(xiao)強化,釺焊後的(de)冷卻速度必須很(hen)快(kuai)。爲(wei)使(shi)時效(xiao)(xiao)後強度最高,在400℃到200℃溫度區間(jian)內,冷卻速率必須爲(wei)>1℃/sce。
5000系(xi)(xi)列合金亦可用(yong)於VB釺焊(han),採用(yong)焊(han)劑釺焊(han)處理這(zhe)系(xi)(xi)列合金比較困難,當合金含Mg量高時焊(han)劑不能(neng)除去(qu)氧化(hua)物。對(dui)NB(CAB)釺焊(han),客觀上(shang)Mg含量限制在0.4%左右。對(dui)其他含Mg合金如6000系(xi)(xi)列事實也是如此。
1000、2000和7000系列合金比(bi)較(jiao)少(shao)用於(wu)釺(qian)焊。1000系列以(yi)及低合金成份(fen)的(de)其(qi)他兩系列的(de)焊後(hou)強(qiang)度(du)比(bi)較(jiao)低。當合金成份(fen)高時其(qi)釺(qian)焊熔點就(jiu)偏低而不能提供良好的(de)釺(qian)焊。
主要鋁硅合金(鋁釬焊中的釬料):4000系列
填料合金是4000系列,該(gai)系列合金的(de)(de)熔化溫度接近600℃,含7-13%的(de)(de)Si。對於真空釬焊(VB),加(jia)入1.2%Mg。爲了在VB釺焊時(shi)填料有(you)比較好(hao)的(de)(de)濕潤(run)性(xing)和流(liu)動性(xing)可多(duo)加(jia)0.1%的(de)(de)鉍(bi)。
作為參考,NB釬(han)焊的(de)材(cai)料中如果不含(han)鎂(mei)的(de)材(cai)料:焊劑(ji)的(de)涂布量(liang)為2g/m2左右(氧氣(qi)(qi)濃度在50ppm左右)如果鎂(mei)含(han)量(liang)為0.2-0.25g/m2的(de)材(cai)料:焊劑(ji)的(de)涂布量(liang)為6-8g/m2左右(氧氣(qi)(qi)濃度在50ppm左右)
如果鎂(Mg)的含(han)量在2g/m2以(yi)上時則(ze)不能進行NB釬焊。
採用保護性氣氛釺焊(CAB)釺焊方法時,厚壁部件的升溫比薄壁部件的升溫明顯要慢,故用於熱交換器的不同部件的合金要有不同的Si含量。由於Si含量增加時,合金熔點降低,故對不同部件,應選用不同的Si含量,以使填料、金屬幾乎在同一時間熔化。填料大(da)約(yue)在(zai)熔化區(qu)間的最低與最高溫(wen)(wen)度(du)(du)的中點溫(wen)(wen)度(du)(du)時開始流動,這個溫(wen)(wen)度(du)(du)已足夠釺焊了。
|
鋁硅合金 |
AA-4343 |
AA-4045 |
AA-4047 |
|
硅標定值(%) |
7.5 |
10 |
11 |
|
液相線 |
613℃ |
591℃ |
582℃ |
|
固相線 |
577℃ |
577℃ |
577℃ |
AA4343和AA4045中的(de)(de)(de)Zn起(qi)陽(yang)極保護作用(yong),商(shang)品化(hua)的(de)(de)(de)釬(han)(han)(han)料(liao)Zn含量一(yi)(yi)般(ban)(ban)為(wei)1~1.5%,過(guo)高(gao)的(de)(de)(de)Zn含量降低(di)釬(han)(han)(han)料(liao)的(de)(de)(de)流動(dong)性(xing)和釬(han)(han)(han)焊(han)性(xing)。AA4047是共(gong)晶釬(han)(han)(han)料(liao),在(zai)推(tui)薦(jian)的(de)(de)(de)釬(han)(han)(han)焊(han)溫度下流動(dong)性(xing)太強而難于控制(zhi),溶蝕(shi)傾向較(jiao)其(qi)它釬(han)(han)(han)料(liao)高(gao),一(yi)(yi)般(ban)(ban)用(yong)于火(huo)焰釬(han)(han)(han)焊(han)。釬(han)(han)(han)料(liao)一(yi)(yi)般(ban)(ban)作為(wei)復合(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)皮材(cai)(cai)(cai),根據(ju)用(yong)途的(de)(de)(de)不同(tong)皮材(cai)(cai)(cai)采用(yong)雙面復合(he)或單面復合(he),復合(he)率(單面)為(wei)5~10%。相互釬(han)(han)(han)焊(han)連接的(de)(de)(de)兩個零(ling)件,只需(xu)要一(yi)(yi)個零(ling)件采用(yong)復合(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao),不便于采用(yong)復合(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)時,可(ke)采用(yong)釬(han)(han)(han)料(liao)箔、板或絲。
注:釬焊中對釺料(liao)的基(ji)本要求 :
·合適的(de)熔點(dian),應比母(mu)材的(de)熔點(dian)低幾十度。二者熔點(dian)過於接(jie)近,會使釺焊過程不易控制,甚(shen)至導(dao)致母(mu)材晶粒長大、過燒及局(ju)部熔化。
·具(ju)有(you)良好的潤(run)濕性,能充分(fen)填(tian)滿釺縫間隙。
·與母材(cai)的(de)擴散作用,保證它們之間形成牢固的(de)結合。
·具(ju)有穩定和均(jun)勻的(de)成分,儘量(liang)減少釺焊過(guo)程(cheng)中的(de)偏(pian)析(xi)現象和易揮發元素的(de)損耗(hao)等。
·滿足產(chan)品的機械性能和(he)理化性能要求。
·經濟(ji)性。
·熔點(dian)低於450℃的(de)爲易熔釺料,俗稱軟釺料;高於450℃的(de)爲難(nan)熔釺料,俗稱硬釺料。
掃二維碼用手機看(kan)
天津萊(lai)克特潔化工(gong)有(you)限公司
技(ji)術支持:13902100750
座 機 號(hao):022-27490483
傳 真 號:022-27490483
郵 箱(xiang):lucktech2008@163.com
公司地址:天(tian)津市南開區紅旗南路214號中環產業園F樓(lou)5層
Copyright ? 2021 天津(jin)萊(lai)克特潔化(hua)工有限公司
Copyright ? 2021 天津萊克特潔化工有限公司
022-27490483
郵件咨詢