铝真空钎焊缺陷分析和解决方案

铝合金换热器的生产是在真空状态下,对换热器结构件进行加热和保温,使钎料在适宜的温度和时间范围内熔化,在毛细力作用下与固态金属充分浸润、溶解、扩散、焊合,从而达到焊接目的的一种先进焊接方法.
换热器真空钎焊的突出优点是可连接不同的金属、实现复杂结构的同时焊接,换热器钎焊后的产品焊接头光洁致密、变形小且具有优良的力学性能和抗腐蚀性能.
然而真空钎焊下对换热器的结构设计、装配质量,铝合金复合板(以下简称复合板)的化学成分、钎料层厚度,换热器真空钎焊工艺制度、换热器装配环境的温度、相对湿度等的要求甚为严格,否则极易出现换热器翅片弯曲倒伏、钎缝不连续、虚焊、熔蚀、直至泄漏等其他质量缺陷.
其中:换热器泄漏属重大真空钎焊质量缺陷.
换热器产品生产工艺的流程(1)产品领料:按生产计划填写领料单到零件库领零件,并仔细核对换热器零件名称数量.

搬运过程中不准磕碰以免损伤零件.
对复合板、翅片、封条等进行定型、按照尺寸加工.

翅片成形工序内容1.
准备根据图纸或油冷器用《铝翅片成型参数附表》选择正确宽度和厚度的铝带,装夹在翅片成形机料架上,检查电源确保正常.
2.
调整1)根据图纸或附表调整所需高度,打开电源,轧制3段翅片,检查高度是否在附表规定的尺寸公差范围50-0.
05,且开窗清晰,表面平整,无毛刺.
否则要调整设备直至达到要求.
3.
加工首件合格后开启自动电源按钮,批量轧制.
注:要不间断滴翅片专用油于铝带上以保证其润滑,防止翅片沾在刀具上.

4检验1)高度尺寸每小时自检3件,作《高度尺寸折线图》2)翅片长度尺寸必须完全自检,对于自动切断尺寸大于长度公差上限的,用剪刀修剪至长度要求,并连同长度合格的翅片一同整齐排放翅片机右侧的合格零部件的料筐里.
对于长度尺寸小于公差下限的翅片则放入翅片机左侧的红色料筐里(标识清楚,以备长度尺寸较小规格产品修剪后使用).
3)要求所有翅片的开窗对称度、毛刺全部自检,出现毛刺过高,开窗不对称的翅片时,需调整或修理刀具.
复合板落料工序内容1.
备料从仓库中领取0.
8mm厚气氛焊用双面复合板要求:表面平整、光亮、无气泡、无分层、无折痕、无划伤,尺寸:2000mm*1000mm(2500mm*1000mm).
2.
下料要求:1、在复合面用蓝色墨水做标记.
调整剪板机上的定位,根据《铝板下料附表》尺寸剪成1000mm*L的块料.
首件检验合格后批量加工.
每2小时自检一次,每次三件.
调整模具,试落料,要求:尺寸L1、L2、B按《铝板下料附表》,并且无缺口,无咯伤;毛刺高度≤0.
06.
首件合格后,批量生产.
注:每落100片要用毛刷沾20#机油刷模具刃口部分一次.
要求:1、每1小时自检一次,每次三件2、每50片用压缩气体吹模具型腔一次.
(2)产品表面清洗处理工艺流程:焊前预清理:对工件待焊接的部位,用打磨机清除氧化物,及其它杂质,清理后应可见金属光泽.
首次配置碱液:在清洗池中按每吨水放40Kg烧碱.
温度60±5°,比重值为9±1.
零件摆放:将零部件均匀铺在清洗篮中,凹面向下,一般以每个篮框中放12个;同样将零部件均匀铺在清洗篮中,将封条、翅片、侧板分别放入清洗筐,在碱洗池清洗120秒、80秒、100秒(可根据产品反应速度、PH值、温度、产品数量进行调整),在换热器产品零件浸没后清洗筐要上下晃动不少于三下.
换热器翅片摆放时宽度方向竖立摆放,摆放时可多层摆放,但换热器每层翅片与翅片间可以拔动,既有可活动间隙.

换热器长封条竖直或倾斜摆放,侧板交错摆放.
将换热器隔板宽度方向竖立摆放入清洗筐,换热器隔板间要有间隙,换热器隔板也可多层摆放,在碱洗池清洗30S,在零件浸没后清洗筐上下晃动不少于三下.
换热器零件在碱洗池清洗后进入清水池清水循环漂洗120S,在换热器零件浸没后清洗筐上下晃动不少于三下.
转中和清洗.
首次配中和液:将硝酸加入清水中配成30%的中和液,PH近似为5±1.
中和清洗:将换热器清洗零件进行中和,90S后将换热器零件取出再入清水池清水循环漂洗120S.
此时换热器产品零部件工件清洗洁净无油污,自然烘干或转烘干炉烘干(许多单位节约成本放在太阳下晒,一点都不考虑产品的二次污染).
换热器产品零部件的烘干机温度120±5℃、烘干转速120±50r/min.
干燥炉烘干温度烘干温度是比较重要的参数,钎焊时,常通过工艺试验确定不同产品的烘干温度,在保证烘干水分的前提下.
烘干温度越低越好.
装入小清洗烘干筐的零件可直接进烘干机烘干,如大清洗筐,需将换热器零部件取出放入清洗烘干筐,摆放如清洗时摆放或散开摆放在烘干网带上进行烘干.
将清洗烘干后的换热器零部件填写生产转序卡转下道工序.
1真空钎焊焊前处理工艺准备1)将需要清洗的零部件分别均匀的排列在专用料筐内,每个空格只能放一件.
2)焊料圈要单片挂于料筐的定位柱上,不得有重叠.
3)调整清洗线运行时间,将频率设定为9~16之间,超声波清洗机电流3~4A.
2.
除油、清洗1)将摆好零部件的料筐放在清洗线链条上(料筐或零部件不得伸出网带外部),依次进行除油、喷淋、浸清水、喷淋,除油液浓度(2.
8±0.
2)%,温度60℃.
注:首次配置时加清洗液50kg.
2)用离水检验法检验工件清洗是否干净,附着在工件上的水膜均匀为清洗干净,否则须调整除油液浓度、调整链条速度、更换喷淋槽中的水,检验频率1次/半小时.
注:1)含油多、难清洗的零部件需先在预处理槽中处理后再放在清洗线链条上.

2)每清洗800台(约12000片)后需添加清洗液25kg,清洗1600台(约24000片)后彻底更换除油液一次3)喷淋及浸泡处清水每半小时自检一次,发现表面油污较多时及时更换,每班至少换清水一次.
4)每次配制清洗液填写《除油液配制记录》.
(3)组装:按侧板和封条尺寸调整装芯夹具.
戴好防护手套开始装芯在同一夹具上并排摆放两个芯子,芯子相对夹具摆放均布,先放側板再放隔板,依次放短封条和内翅片,重复放隔板、长封条和内翅片,隔板、短封条和内翅片,当内翅片数达到图纸要求数量时放隔板、侧板.

最后放上夹具.
用不少于6根的M12拉杆对称拉紧的同时整形(数显扭矩扳手32N.
m).
芯宽压紧尺寸为大于图纸要求尺寸的1.
25%或图纸要求的焊接前尺寸±1mm.
将装好后的换热器芯子并排摆放在芯子暂存架上严禁将不合格及未清洗干净的换热器零部件装芯,装配过程中要戴好手套,以防汗渍等粘在换热器零件上,影响钎焊.
装配换热器芯子对角线≤2MM.

外观:换热器翅片无倒伏、封条整齐.
换热器芯宽≥芯宽尺1.
25%.
零部件与图纸要求数相符.
成品质量检验记录表编号:序号检验项目技术要求/依据检测手段判定方法检测记录备注1参与装配的连接尺寸图纸卡尺/角尺或卷尺等各项合格接收2外观1.
翅形2.
漆层均匀性3.
表面粗糙度4.
焊缝1.
翅形整齐2.
喷漆工艺守则3.
设计图/GB1804e级粗糙度4.
总装及氩弧焊工艺守则1.
2.
3.
目测4.
按数量抽样1.
翅形整齐2.
漆层均匀3.
符合设计图及GB1804规定4.
无缺陷,成形美观.
各项合格接收3包装产品包装技术条件目测符合FSJT101-03规定合格4其他1.
标牌设计图目测或其他2.
应按数量抽样符合设计图.
各项合格接收检验结果检验员检验日期作业顺序1、首先进行日常的设备点检.
2、领取换热器的封条、散热带、内翅片、隔板等,对领取的部件和辅件进行检查,并将不合格品剔除.
3、根据《换热器芯部参数表》选用相应的装芯工装、卡具.
将钎焊卡具底板放到组装台上,将侧板对准组装台的限位槽平放在夹具面上,放上一片隔板,4、在两端组装限位槽内各放一根短封条(带锥面向里).
5、在隔板上布好散热带,放上一片隔板,再在隔板上装上两根长的封条(带锥面向里).
6、在两长封条之间放入内翅片,放入数量根据封条长度而定重复叠加直到达到图纸要求数量,最后放一片隔板和侧板放上钎焊夹具固定好,用整平板将芯面、带面整平拧紧螺母取下芯体.
7、对芯体进行整体整平,调整散热带与两端封条的距离(带头保持平齐,两大面平整,结合部位平齐无明显落差),装上夹具的螺杆拧紧螺母将芯体固定好.
8、用卷尺测量芯宽和对角线保证芯宽和对角线与图纸要求尺寸是否超差,如有超差进行修整.
9、按下面管理项目所规定的控制项目和检查频率检查.
10、将换热器芯子分总成放在周转车上.
附:清洗工序操作规程1总则1.
1本守则规定了产品钎焊零件(翅片、散热带、封条、隔片、护板)装配前的清洗、烘干及操作要求,以确保产品质量及人身、设备的安全.
1.
2零件的清洗质量对钎焊质量有着密切的关系,必须严格认真的执行.
2准备2.
1做好溶液的浓度配比2.
1.
1清洗液温度60℃之间(温度计控制),浓度按2%~3%配比.
2.
1.
2碱液温度控制在60℃之间(温度计控制),浓度控制在10~12之间(比重计控制);2.
1.
3硝酸溶液温度为常温,浓度控制在9~10之间(比重计控制).
2.
2准备好工位器具、上件2.
2.
1将翅片、散热带、封条、隔片、护板分别插入专用料筐内,插入过程中板面不擦伤、插后不彼此贴靠;翅片、散热带、封条立式摆放,不穿叉、不叠层.

2.
3戴好防护用品3清洗按下列程序进行3.
1在清洗液槽中除油,时间3~4分钟,其中上下游动5~6次,并及时将浮油及脏污撇去;3.
2在碱槽中浸泡(其中翅片约1分钟,封条、复合板约1.
5分钟),其中上下游动5~6次,浸泡后零件必须颜色一致,不得有亮点,否则则延长时间.
3.
3清水冲洗(2次),碱中浸泡结束后要尽快将工件浸入清水中;3.
4在硝酸溶液中浸泡1~2分钟;浸泡后零件应发白,颜色一致;3.
5清水冲洗(2次);4个别未洗净之处可重新清洗或用丙酮擦拭.
5工件从清水槽提出后进行2分钟的多向喷淋;6清洗后的零件用干燥空气吹净水滴.
7吹净水滴的零件放在烘箱中烘干,温度60℃,直到烘干无水迹为止.
8烘干后的零件必须戴干净白手套放入周转箱内,既送装配,一般在12小时内,最长不超过24小时装完.
9检验:清洗烘干后的零件必须光泽一致,表面无亮点,不得有任何局部氧化及暗斑,零件与清洗前尺寸、强度基本一致,不得有明显变薄情况.
清洗工序过程流程图1操作工必须将零件合理的摆放,保证隔片、护板插入过程中板面不擦伤、插后不彼此贴靠;翅片、散热带、封条立式摆放,不穿叉、不叠层.
2操作工必须保证清洗液浓度2%~3%,温度55~60℃;碱液比重9~10,温度55~60℃;硝酸比重9~10.
3操作工必须对清洗液浓度、碱液比重、酸液比重定时监测,每天3次(加工前、加工中、加工后各一次),发现比重低时及时添加,并将检测数值、添加清洗液、碱、酸情况做好记录每天报工艺部.
4操作工必须保证除油时间3~4分钟;碱洗时间翅片约1分钟,封条、复合板1.
5分钟;酸液8~10分钟.
其间分别上下游动5~6次.
5各清洗槽中浮油每清洗一筐必须立即清除.
6工作必须吹净水滴后再入烤箱烘干,温度60℃.
7烘干后的零件必须戴干净的白手套放入周转箱送到组装工序.
8清洗现场必须保证清洁,料筐摆放整齐.
(4)换热器的真空钎焊:换热器产品炉内摆放:用叉车将换热器芯子暂存架上的换热器芯子六个为一炉次,放入真空钎焊炉内,放置时前后左右居中放置,严禁放置时工件和夹具与钎焊炉的内壁接触,且放置要平稳轻放,以免损坏钎焊炉内壁钼屏和加热器.
钎焊:设定该换热器产品的钎焊工艺参数,无特别要求的执行换热器真空钎焊工艺,按《铝真空钎焊炉操作规程》操作设备.
真空钎焊温度:真空钎焊温度是根据所选用的钎料的熔化温度来确定的.
真空钎焊温度只与所选定的钎料成分有美,而与产品的结构和形状无关常由原材料厂家提供.
在工艺试验时根据钎焊质量再适当调整.
对真空钎焊炉抽真空后进行七个阶段的加温、保温,其工艺曲线如下图所示.

即:第一阶段产品预热升温;第二阶段蓄能保温和第三阶段钎焊升温、第四阶段钎焊保温、第五阶段钎焊升温、第六阶段钎焊保温;第七阶段钎焊停电、降温.
待钎焊炉温降至规定温度出炉:当产品按钎焊工艺结束后,温度降低到350度时,打开进气阀,平衡炉内外压差.
打开炉门,将已经焊接好的换热器芯子及夹具用叉车平稳的移出放在芯子暂存架上.

打开炉门时,操作者在炉门的前面打开炉门,不要在侧面,以免刚打开时热气伤人.
产品温度高,不要直接触摸,以防烫伤.
待冷却后进行拆除夹具操作.
4.
1查看每炉换热器产品的钎焊记录和换热器产品在炉内位置摆放记录,检查钎焊工艺是否正常,重点检查520℃和560℃两保温段的保温时间是否超长,真空度是否达到设定的真空度.
因换热器钎焊温度在59O℃~600℃,熔点相当接近母材的熔点,因此应当严格地控制加热温度,在保证钎透的情况下,钎焊保温时间为30~50分钟为宜当钎焊温度在520℃以下时,可采用较快的加热速率(4-5℃/min)和较长的保温时间,也可设两个保温段,而在520℃以上,则需采用较慢的加热速率(4~5~C/min)和较短的保温时间,以达到钎焊质量和效率的完美结合.
换热器钎焊温度因为换热器中心部位.
没有辐射源,温度偏低,在钎焊温度偏高时,换热器中心温度低于表面温度、由于铝舍金线胀系散约为不锈钢夹具材料的1.
5倍,且中心翅片在较高温度时,换热器中心强度明显降低,在夹具、配重材料的压力作用下产生部分塑性变形.
在换热器钎焊降温后,产品的收缩量比夹具的收缩量大,使产品与夹具之间产生了部分间隙,翅片在重力和配重材料的共同作用下产生错位.
在钎焊保温结束后,适当地加快冷却速率,有利于细化纤缝组织,减小枝晶偏析,从而提高钎焊强度,但如果冷却速度过高,可能使焊件形成过大的热应力而产生裂纹,一般可选用15~20℃/m的冷却速率.
产品摆放密度产品摆放密度就成为影响钎焊质量的关键因素对于尺寸较大,质量较小的产品(夹具),可以凭以往类似产品的工艺经验,直接进行工艺试验,确定产品摆故密度.
但对于尺寸较小,质量较大的产品,建议先按以下方法计算,再工艺试验后确定,否则,损失严重.
设:产品烘干温度为T0/℃,钎焊温度为T1/~C,保温时间为I/s,摆放密度为n/(件·m-1),产品比热为c1/【kJ,(kg,℃)】、质量为m1/(kg·件-1),夹具比热为C2/【kJ·(kg,℃)-1.
】、质量为m2/(kg,件-1).
真空钎焊炉额定功率为P/kW,真空炉加热区长度为L/m,宽度W/m、度为H/m.
真空钎焊炉内换热器带走的热能功率和通过炉体表面散发的热能功率为p1/kW,产品和夹具嗳收的热能功率为p2/kW,钎焊炉加热区长\宽\高为LWH/m.
钎焊过程中P-与环境温度有关,环境温度一定时,认为P一是常散,通过测试方法获得.
例如:今天的温度在15℃.
在保持换热器正常钎焊的条件下,真空钎焊炉内不放产品,通过控制柜仪表显示的实时电流和电压值计算得出.
P1.

又.
所以总的耗热功率为P耗=P1+P2,而钎焊炉最大的发热功率为P发热=P1,保温区段的功率为.
当时,为最佳的摆放密度,此时钎料已完全熔化并有合理保温时间,各处的钎缝饱满,无钎焊缺陷.
这时.
n为该环境温度下最大的产品摆放密度.
换热器钎焊预热保温时间、抽真空时间对于大型工件(有效直径≥1m)换热器的预热保温时间为:即T1=3D(2)T2=6D(3)T3=9D(4)式中:T1为第一次预热时间/h;T2为第二次预热时问/h;T3为最终保温时间/h;D为工件有效厚度/m.
对于换热器在800~1000mm的,一般加热时应该有一次或二次预热保温,并且阶梯加热时,最大温差出现在400~560℃和,在这个温度范围内的保温时间基本可以提高真空炉的真空度.
通过实际生产证明,对于真空炉加热的中小零件(有效尺寸≤500mm),预热和加热时的保温时间也可按以下方式计算.
G=301—600kg:T真1=T真2=T真3=30+D(13)G=601—900kg:T真1=T真2=T真3=60+D(14)G≥901kg:T真1=T真2=T真3=90+D(15)抽真空时间是根据真空钎焊炉的旋片泵扩散泵换热器钎缝装配间隙复合板和封条接触面较小,钎料可以从钎缝两面进行钎悍,所以不需预留钎焊间隙.
依靠外面的钎料流入钎缝钎接.
并且对钎缝的强度和可靠性要求高,所以,除选用复合层较厚的单面或双面复台材外,应预留0.
05—0.
10mm的单面钎缝间隙二、换热器加热保温时间的计算传统的换热器钎焊加热保温时问的计算公式如下所示T1=30+(1.
5~2)D(5)T2=30+(1.
0~1.
5)D(6)T3=20+(0.
25~0.
5)D(7)式中:D为工件有效厚度/m;T1为第一次预热间/min;T2为第二次预热时间/min;T3为换热器最终保温时间/min.
换热器真空钎焊保温时间还与换热器产品装炉量的大小有关,真空炉的加热保温时间与装炉量、工件有效厚度等因素之关系的经验公式如下:T真1=T真2=T真3=O.
4*G(kg)+D(mm)(8)式中:G为换热器装炉工件净重量/kg,其它符号意义与以前各式相同.
该式是基于换热器产品装炉量在100~200kg左右,工件有效尺寸在100mm左右.
工件尺寸基本相同,摆放整齐,并留有一定空隙(摆放空隙G≤300kg:T真1=T真2=T真3=30+D(9)G=301—600kg:T真1=T真2=T真3=(30—60)+D(10)G=601—900kg:T真l=T真2:T真3=(60—90)+D(11)G≥901kg:T真1=T真2=T真3=90+D(12)式中:G为换热器装炉总重量,包括工件、料筐、料架及料盘的所有重量(kg);D为工件有效直径/mm).
对于变形要求严格的换热器,因为真空炉在低温时传热速度较慢,第一次预热保温时,若时间太短则工件表面和心部的温差太大,可能会造成工件热应力变形.
因此,第一次预热时间应取上限值,第二次预热取中限值,最终热处理取下限值.
对于普通铝合金换热器工件或变形要求不太严格的工件,第一次预热的时间可以取下限值,而在最终加热时取上限值.
对于一炉仅装一件的大型工件,因为其受热均匀,传热较快,透烧较好,第一次和第二次预热时可以取下限,最终加热时,则根据实际要求取中限或上限.
这样不但保证了换热器钎焊后的质量要求,也大大节约了换热器钎焊加热时间,降低了换热器真空钎焊生产成本.

4.
2换热器钎焊芯体的检验标准4.
2.
1封条、内翅片、隔板与散热带的钎焊缝的钎透率达到80%以上,每根散热带与隔板无2cm以上的连续虚焊.
4.
2.
2换热器散热带无熔蚀、倒伏;主板无焊料的堆积、流持,隔板通孔无钎料堵塞,换热器芯体外观无磕碰变形.
4.
2.
3换热器芯体整形后主板、扁管、护板无大于1cm的弯曲变形,换热器芯体的对角线偏差小于2cm,芯体大面的平面度误差小于2cm.
4.
2.
4对于在护板外侧焊挂件的换热器芯体,两护板间的距离尺寸符合图纸要求.

4.
2.
5检查操作工自检中对于钎焊虚焊的长缝是否用记号笔进行标识,对不合格品换热器产品是否隔离放置.
4.
3换热器钎焊质量的抽样和检查方法4.
3.
1换热器钎焊产品每炉抽检不能少于四台,对于钎焊工艺异常的炉产品要加倍抽检或全检,以确保大面积虚焊换热器产品的及时发现和处理.
4.
3.
2对于5.
2.
1项中的扁管与散热带虚焊情况的检查,首先目测散热带的每个波峰与扁管间是否有饱满的焊点,对于无明显焊点的焊缝用细不锈钢针拔是否有松动,如果有连续的松动力则做好标识记号和炉号记录以便以后的统计分析.
5.
2.
2、5.
2.
5为目测检查项,5.
2.
3、5.
2.
4采用1m的钢直尺测量检查.
4.
3.
3换热器芯体对角线长度的测量方法取最外侧的扁管与主板焊接处的同一参照点进行测量对比.
2.
1换热器的装配(1)换热器结构件的表面预处理换热器的所有结构件在组装前均须经过表面处理即酸碱洗,以除去表层污垢、油渍、氧化膜等.
污垢会阻碍构件间的有效接触;油渍在真空高温时将会分解气化,降低真空钎焊炉内真空度;由于铝合金换热器表层氧化膜致密,其熔化温度远比基体材料的要高,特别是复合板钎料层的氧化膜在钎焊时钎料层熔化不充分,造成不能与被焊金属完全熔合,从而影响钎焊质量.
为此必须严格控制原材料的表面预处理,包括必要的机械清理,同时缩短钎焊前的装配时间.
(2)换热器产品结构件尺寸公差复合板、大翅片、小翅片、大封条、小封条在进行定型、定尺加工后的尺寸偏差配合必须得到有效保证.
换热器翅片应控制在正偏差范围,封条则应控制在负偏差范围.
否则无法保证装配后复合板在与封条紧密配合后,再与翅片间有适宜的接触面积即钎缝间隙,易造成虚焊、钎缝不连续或未焊合现象.
(3)结构件表面粗糙度及其形状结构件表面粗糙度影响毛细力.
一般说来,表面过于光滑,钎料难以在整个接触面积上分布均匀,由此产生的空穴会使钎焊强度降低,特别是封条的表面粗糙度.
为了保证钎料均匀分布于接触焊缝上,结构件的钎焊面应有适宜的粗化.
通常,表面粗糙度参考值可Ra0·7mm~2·0μm的平方根为宜.
另外,,封条的内侧应制成30°的倒角,有利于在真空钎焊时降低焊料的表面张力,增加润湿性,减少钎焊缺陷.
(4)换热器真空钎焊夹具设计要点、夹持力由于换热器装配后采用不锈钢真空夹具进行夹持,焊后翅片弯曲倒伏,夹紧力太小,翅片易松脱.
故应根据具体换热器的结构设计设定适宜的夹紧力例如:利用柔性钎焊夹具.
联系人:蔡东俊联系电话:13013744698或13905275903钎焊材料的选择因真空钎焊炉的特殊性.
使用材料要有良好的热稳定性和耐腐蚀性及较好的传热性和耐磨性.
因为夹具经常在高温状态下使用,时冷时热.
容易氧化和变形;钎剂残渣影响装配精度,需经常清除,它与产品紧密结合,传热性不好时会影响产品的升温;一般采用1Crl8NigTi.
钎焊结构设计真空钎焊夹具除了要满足常规夹具的要求外.
还应该满足如下要求.
材料形状由于钎料的焊接温度范围小.
夹具的热传导和热损耗对钎焊温度影响大,夹具与产品接触的部位热容量小,局部热容量过大时,会产生局部虚焊.
经常采用的方法是使用空心材料和将接触面挖空,以减少夹其与产品的接触面积和降低夹具的热容量.
换热器结构设计由于铝合金的线胀系数与夹具的线胀系数相差较大,因此加热时会有较太的内部应力.
当夹其稳定性戈佳时,热胀引起的应力迫使夹具产生内部相对移动而使产品变形,因此夹其应有较好的稳定性,最好将夹具设计成整体结构,尽量避免使用单十夹l蜃杆;为了释放因加热产生的热张,夹具还应有一定的弹性,因为翅片在较高的温度下,强度降低鞍严重,刚性太大时,在夹力的作用下,翅片会弯曲变形.
影响外观质量.
具体请参考:换热器铝钎焊工装夹具设计引言换热器是在真空下进行钎焊的,他能够获得精密光亮的接头,而且接头具备优良的机械性能和抗腐蚀性能,真空钎焊与其它钎焊方法相比,在零件氧化和零件变形的控制方面具有明显的优势,这些特点对于换热器、风冷散热器,水冷冷板和有特殊要求的箱体、盒体都非常适合,直接可以获得高精度的零件,质量也易于控制,现在真空铝钎焊在电子产品冷却系统中的应用已十分广泛.
换热器钎真空钎焊的主要工序包括:零件加加工、钎焊前处理、零件装配和固定、钎焊、钎焊后处理及质量检验等,每道工序均会影响最终的真空钎焊质量,下面主要讨论真空铝钎焊夹具设计和选择时必须考虑的因素.
1、换热器钎焊夹具及其一般设计原则换热器钎焊时钎焊零件应装配定位,以确保零件之问的相互位置和钎焊要求的接头问隙.

钎焊夹具要涉及到钎焊零件的固定、装配、进炉、钎焊、出炉整个过程.
夹具是否合理和实用直接影响到钎焊质量.
普通夹具设计的原则和要求同样适用于钎焊夹具的设计,如夹具系统要具有一定的精度;夹具系统要具有一定的刚度以克服加工过程中的变形;夹具系统要具有结构紧凑、形状简单、装卸方便的特点除了要考虑以上的原则,钎焊夹具还有它自身的特点,一般来说钎焊夹具设计还要考虑如下因素:(1)夹具材料要可以经受钎焊温度,而不丧失强度,不变形和放出气体,不易与组焊件产生合金反应;(2)重视夹具和零件的温度膨胀和收缩,在钎焊温度下,要保证钎焊零件具有合适的接头间隙;(3)夹具要保证钎焊区的热传导,引起的热量转移对零件的稳定加热降温产生干扰最小,并且不妨碍钎料的流动.
2换热器铝钎焊夹具设计2.
1夹具材料的选择夹具材料选用,最根本就是要保证:在钎焊温度下,夹具材料的刚性要大于钎焊零件材料,这样在钎焊过程中,焊件的变形始终受夹具的限制,焊件及其配合尺寸可以依靠夹具装配得到保证.
真空铝钎焊工作温度在600℃左右,钎焊时间3~6小时,一般情况选择1Crl8Ni9Ti可以满足使用要求1Crl8Ni9Ti属奥氏体不锈钢,抗氧化性达到700℃以上,重要的是在钎焊温度时还有足够的热强性,刚性远大于铝合金,组织稳定,长期旋用不会脆化,故而,钎焊夹具基本框架及主要工作部件采用1Crl8Ni9Ti是非常合适的;对于一些配合尺寸及精度要求高的零件,夹具设计必须要涉及螺纹副以及定位孔轴配合,材料选择不合适,组织接近,热稳定性差,钎焊温度下夹具零件之间会有"咬死"现象,而选用铸铁与lCrl8Ni9Fi配合交替使用就可以较好地解决这个问题.
2.
2要考虑热变形的影响钎焊夹具及零件在钎焊温度下产生热变形对钎焊过程的影响应该着重予以考虑.

由于夹具和钎焊零件的材料不同,热膨胀系数不同,在加热的情况下,会产生膨胀量差,钎焊零件会产生变形,夹具的目的就是让钎焊件随夹具的变形而变形,一般来说,主要对钎焊件平面度、垂直度、焊缝间隙有要求.
其它要求不十分严格的零件,采用强制变形夹具可以满足使用要求;但是对于某些外形尺寸、配合尺寸精度要求比较高的零件,采用强制变形夹具就不能满足使用要求了,必须考虑在强制变形夹具的基础上,设计部分弹性元件组成柔性夹具系统,弹性元件一般采用高温弹簧或弹性夹头,经过膨胀量差的计算,控制弹性元件的变形范围,这样既可以对钎焊件保持必要的压力,又解决了膨胀量差的问题.
如图1所示,零件为换热器焊件,上下导轨板与前后支撑框组成一个可拔插插件的箱体,上下盖板与上下导轨板之间放置波纹板起到散热作用.
总体而言此零件有一个显著地要求,尺寸精度及装配精度要求高,成型后不经过加工,上下导轨板之间插槽定位精度不超过0.
15mm,上下间距尺寸精度不超过0.
2mm,插件需拔插自如.
在实际生产中经过对夹具及焊件材料热膨胀量精确地分析计算,设计弹性不锈钢垫和钢性C形夹配合使用,消除了热膨胀差对钎焊的影响.
如图1夹具系统所示,箱体周边上下依靠小的刚性C形夹(图件6)及垫板夹紧,箱体上下四个角在整个高度上用C形夹及弹性元件整体夹紧(图件9、10).
按照两种材料热膨胀系数计算产生的膨胀量差.
计算公式为:L=L*T*=L*T*(a2一a1)其中:是热膨胀产生变化的膨胀量差;L是夹持距离;T是钎焊温度减去室温,这里取570℃~580℃;a2是夹持件平均热膨胀系数,℃;a1是被夹持件平均热膨胀系数,℃.
箱体总高为410mm,四周小夹头夹持距离为35~40mm.
经过计算,箱体总高度方向夹持后受热产生间隙量为一2.
38mm,四周小夹头夹持后受热产生间隙量为一0.
19mm(间隙量为负值说明加热膨胀后被夹持物长度大于夹头夹持间距).
在小C形夹头夹持位置受热后间隙为0.
19mm,分析认为:此处包括两个钎焊面,由于钎焊料填充接头间隙.
每一个钎焊面存在0.
10mm的塌陷,两项相抵,采用刚性夹头是可行的;而箱体整体高度上受热后间隙为2.
38mm,减去四个钎焊面塌陷,还存在的间隙为2mm左右,如果间隙调整太大,受热后夹持物不能有效夹紧,钎焊需要间隙无法保证,易于产生焊接不充分或焊缝明显不均匀的现象;如果间隙调整太小,受热后夹头形变量不能满足焊件的形变要求,箱体会因夹持物限制而变形,即四角支撑柱由于热膨胀空间不足而产生弯曲或扭曲变形,造成零件报废.

通过自制不锈钢弹簧垫(图中件10)(弹簧垫的变形量控制在2mm)的配合使用较好地解决了这个问题,钎焊件焊接充分,包括上下四角部分焊缝均匀一致,符合设计要求.

2.
3夹具要充分考虑到钎焊件加散热均匀性的要求钎焊时零件的加热和冷却速度也是重要的工艺参数,铝的真空钎焊,真空度控制在3*103Pa左右,采用辐射加热,就是为了保证在真空钎焊过程中加热散热是一个均匀的过程,这样焊件的变形可以减少到最低,易于保证焊件的尺寸精度.
如图2所示为铝钎焊热循环温度曲线如果加热过快,会使焊件内温度不均匀而产生内应力,加热过慢又会造成例如母材晶粒长大,钎料低沸点组元蒸发以及金属氧化钎剂分解等有害过程的急剧发展,焊件的冷却速度对于接头质量也有直接的影响,过慢的冷却可能引起母材晶粒长大,加快冷却速度有利于细化钎缝组织提高接头强度,但冷却过快可能使焊件因形成过大的热应力而产生裂纹,或钎缝过速凝固使气体不及逸出而产生气孔.
在焊件的温度控制方面以上述曲线为基准,在钎焊中都可以取得很好的效果,曲线中加热速率主要由焊件的材料形状及结构尺寸来决定,也与使用钎料的形式及钎料的结晶温度范围有直接关系.
但是如果钎焊夹具忽略了散热性要求,限制了零件的热交换,钎焊件焊缝质量就难以保证.
钎焊零件是一个由上下导轨板及左右侧板通过钎焊连接而成的盒体,此零件不仅要求成型后插件拔插方便,而且对于盒体有气密性要求,这样在对钎焊精度有很高要求的同时,也提高了两侧焊缝的焊接标准,在实际钎焊过程中,经检验发现焊件存在气密检验不合格现象,这就是说焊缝的质量不达标准.
经过分析,确认是真空钎焊夹具设计不合理,夹具限制了钎焊区的热传导进而影响了焊缝质量,在真空夹具设计时没有考虑散热性的因素,焊件处于前后定位板及配重平板的包围之中,影响到盒体内外的热交换,钎焊件的加热及散热过程受到夹具影响,在此过程中,盒体内外的温差可能引起热膨胀、冷收缩时变形不一致,而真空钎焊的作用过程是一个快速的过程,当钎焊件达到钎焊温度时,钎料的润湿和接头的形成大约只需要几秒钟的时间,钎焊件内外温度不一致,极易造成焊缝有气孔、夹渣,甚至是焊缝开裂,焊件报废.
为了解决这一问题,在真空钎焊夹具(见图3)的前后定位板和盒体之间设计增加了垫柱(图示9),定位板增加了散热孔,配重平板上设计了散热型腔及散热孔(图示10),此措施解决了钎焊件加热及散热的均匀性问题,提高了焊缝质量,达到了零件气密性的要求.
3小结真空炉中真空钎焊夹具设计要考虑的因素比较复杂,在保证以上要求的条件下,还要考虑到重力影响,焊件加热后,接头因膨胀松弛,钎料会自然出现向下流动的趋势,所以必须注意夹具及焊件的夹持及放置形式;夹具结构要尽可能简单,真空钎焊是一个封闭进行的过程,具体过程不可见,夹具越简单,不可预见的问题越少,这样真空夹具可靠性高,可操作性强.
总之,钎焊夹具设计应重点保证以下几个方面:保证钎焊件接头间隙,对于铝及铝合金的组装件,接头内有0.
05~0.
10mm的间隙,此时钎料流动性最好;重视夹具与组焊件在钎焊温度时的膨胀和收缩,考虑膨胀系数的区别,保证零件相互协调;夹具对零件钎焊过程的影响最小,保证不影响钎焊区的热传导,不妨碍钎料的流动.
真空夹具的夹持力一般用数显扭力扳手控制.
夹持力一般控制在13905275903或13013744698(5)换热器外观的整形:对换热器真空钎焊后的变形,一般采用机械法进行矫正.

操作方法:1、将换热器芯体放在整形夹具上,调节螺杆通过整形板对芯体进行整形,使两对角线长度差值达图样要求.
2、目测换热器芯体大平面平面度误差,如误差超过2mm,应固定一侧,用手轻扳另一侧进行较正,直到符合规定要求.
3、用压缩空气吹除水管内杂物.
检查整形所使用的工装夹具的尺寸是否符合产品图样的要求.
操作现场工艺文件及生产图纸是否齐全,操作工是否按工艺文件的要求进行操作,对于需要敲击整形的尺寸是否存在野蛮操作,是否认真填写质量记录.
整形产品的检验标准各装配孔的中心距尺寸、外形尺寸,气室孔的中心距尺寸符合产品图样的要求,装配孔的对角线中心距误差小于2mm,各装配孔在与芯体大面平行的平面上的平面度误差小于2mm.
装配孔无变形和锉修现象,换热器产品无因整形不当而造成的变形和破裂缺陷,芯体无磕碰.
(6)导流板焊接:采用氩弧焊方式焊接换热器的导流板,即换热器两端大封条位置.

设备,仪器,工装夹具:氩弧焊机辅助用料:铝镁焊丝ER5356动作要领:首先进行日常的设备点检1.
根据《设备操作规程》调节氩弧机的相关参数.
2.
对支撑板与主片结合处进行焊接,四个结合处都要求焊接,焊接点均匀美观,不可漏焊.

取上一工序半成品,将固定板与护板进行焊接,上下两边各三处.
不同产品要求焊接点的数量不同,根据技术要求进行焊接,每个焊点的长度为6-8CM.
3、领取水室对领取的部件和辅件进行检查,并将不合格品剔除.
焊前须清除焊件表面的油脂,涂层,润滑剂及氧化膜等.
将水室半成品(冲压件)放工作台面上,按图纸要求进行并接(定位).
调整好相位置后进行点焊.
将气室按图纸要求装入主片槽内用木槌敲击到位,然后在两端进行点焊每端点焊两点.
取下完成点焊的总成转至下道工序进行整体焊接:a.
固定板整体焊接上下两面和两端都要求进行焊接,焊缝长度为5-6CM.
b.
用木棰敲击主片槽边使其与气室接焊面紧密配合,然后进行整体焊接.
焊缝要求密封,可靠,美观,均匀.
总成焊接完成后,用记号笔在自检OK的总成上写上工号.
按管理项目所规定的控制项目和检查频率检查.
将芯体总成放在周转车上.
4.
自检所做工序是否全部到位,OK品整齐堆放转至下一工序.
注意事项:1.
取放产品时要轻拿轻放,水室焊接和搬运过程中注意轻拿轻放.
不得磕碰、划伤.

.
2.
氩弧焊操作者,必须戴好头面罩、手套、穿好工作服、工作鞋,以避免电弧光中的紫外线和红外线灼伤在操作设备时注意视如安全,严格按《设备操作规范》要求进行作业.

气流量参照《参数对照表》焊接电流参照《参数对照表》焊缝质量标准1产品焊缝均匀、统一,主焊缝宽度为8mm以内,除主焊缝外配件焊缝不允许超过6mm,使用直径2mm焊条.
2焊缝要求有明显鱼鳞纹,纹路光滑平整,纹路与纹路间隙为3mm.
3主板与水室焊缝高度不超过主板高度,拼焊水室焊缝高度为1.
5mm.
4整条焊缝直线偏差不超过1.
5mm.
5产品焊缝长度600mm的中途只允许一个接头并且过渡要自然、光滑.
换热器总成质量标准1所有产品要保证外形尺寸与样品一致,有样品要按样品检测其总成,另外贸新品应有质检部、外贸部、技术部三方共同到场方可验收.
2如产品外形尺寸与样品有误,则取其外形尺寸的负值为准.
3严格执行自检制度,保证本工序产品外观质量合格.
5工作台面和放置架必须垫胶皮,保持工作台面和放置架洁净,无金属碎屑、沙砾等容易划伤产品的杂物,放置架不许用脚踩.
6产品在加工和运输过程中要注意防护,轻拿轻放,每个零部件之间要加垫布,防止划伤或磕碰.
换热器产品在加工中按下述制作和防护要求进行.
总成后产品在氩弧焊、试压、包装工序的转运过程中要做到三点,一是在转运小车上的堆放高度不能超过小车扶手,二是在产品与产品之间应放置保护用垫片,三是盖上防尘盖.

在水室上焊接用的各种零部件应表面光滑、无毛刺,且要进行化学抛光处理,样品少量的可手动抛光处理.
换热器水箱加水口座和水箱盖要求配合使用灵活,零件入库和总成出厂均要验收其灵活性.

钣金车间换热器零部件剪板、折弯、划线、打孔等制作过程中要保持光洁面的光洁,划线等操作在另一面进行.
注意产品防护,工作台面和放置架要及时清除铝屑,光洁面不许有划痕、裂纹以及压痕现象.
钣金车间折弯时要使用垫布,不允许有折痕和压痕.
换热器抛光后的水室用清洗液(34-40℃)浸泡2-3分钟,然后及时放入漂洗糟中进行漂洗,漂洗后用干布擦干,背靠背,面靠面整齐站放在周转箱内,最后转运放在水室放置架上,每层水室之间必须要放置垫布.
换热器水室放在放置架上要背靠背,面靠面整齐摆放,必须用垫布隔离防止划伤.
水室采取里外两道拼焊方法,里面焊缝要饱满无漏点,外面焊缝要美观,质量按焊接相关要求,水室外表面不允许有划伤及打火痕迹.
换热器水室抛光时内用木块支撑,防止水室变形.
(7)散热器总成的密封性检测:干式检漏(真空氦气检漏).
整体系统主要由真空箱系统、充氦回收系统、抽真空系统、清氦系统、补氦系统、气动传动系统、流水线传输系统、电器控制系统、氦质谱检漏仪等组成.
水压检漏:水检采用压缩空气方式检验换热器承压能力,即泄漏检验.
作业顺序首先进行日常的设备点检.
根据型号选用相应的堵塞工装.
启动设备设定参数(检测压力为:0.
180Mpa,充气时间:15秒,平衡时间:30秒,保压时间:25秒,报警极限:0.
01Mpa).
将铆接好的产品放在平台上,用堵塞工装将所有的通口堵塞好.
按下小键盘运行键"Enter"开始检测;按下控制盒上的运行键;测试结果判定:合格产品亮"绿灯",NG产品亮"红灯".
合格品整齐堆放到周转车上,不合格品放置不良品区待水检判定.
按下面管理项目所规定的控制项目和检查频率检查.
检查总成焊接夹具的尺寸是否符合产品图样的要求.
操作现场工艺文件及生产图纸是否齐全,操作工是否按工艺文件的要求进行操作,接收的产品零部件是否符合质量标准的要求,是否认真填写质量记录.
外观质量与焊缝标准样件进行对比,焊缝应均匀牢固,美观.
每台产品的扁管、散热带在焊接过程不得有碰伤和烧伤现象.
总成后产品的型腔内无焊渣及其他杂质密封性总成焊缝经0.
3Mpa的压缩空气试压,保压1min无泄漏.
具体要求为对于钢模气室每台焊缝漏点不多于4点,对于砂模气室每台焊缝漏点不多于2点.
检验方法为目测检查通过"总成试压工序的漏点统计记录"定期的进行焊缝漏点的统计,并将统计结果及时反馈有关部门,对于焊缝泄漏严重的产品查明原因并采取措施.
(8)喷涂、抛光:对散热器表面进行清洗、烘干、喷涂、抛光、烘干,改善产品外观质量.
作业顺序首先进行日常的设备点检.
领取油漆按产品图样要求和油漆说明书要求调和油漆.
根据《设备操作规范》开启调节相关设备参数.
取试压合格的产品放置于工作台面,用打磨机将护板上的划伤部位打磨消除.
然后放置整形台上,使用整形工具将左右护板进行整平.
U型号槽护板的产品要求对护板进行打磨、整形,其它中冷器产品不作要求.
并将总成左右护板用擦布进行清洁,然后悬挂到流动带的挂钩上流进烘干道.
调整喷枪,使喷出的漆成雾状,当总成流到喷漆房时,对总成表面进行喷漆.

(喷枪移动速度均匀,枪口离芯体20-30CM)喷漆完成后自检有无漏喷,如有立刻补喷.
将喷好漆凉干后的产品从挂钩上取下,查看有无喷漆不良(流柱、漆瘤、色差),OK产品在进出水口套上防尘罩整齐摆放在合格品区,NG产品摆放不良品区.
按管理项目所规定的控制项目和检查频率检查.
检查操作工是否按要求进行操作,是否认真填写质量记录.
外观质量漆膜完整、均匀,色泽无明显差异,涂层无皱皮、流挂,无外来杂质异物.
产品无磕碰.
对于产品外观有表面不平整等铸造缺陷的气室,在喷漆前必须进行刮腻子处理,并参照标准样件对刮腻子的质量进行检验.
附:喷漆工操作规程1喷漆前先将桶内漆上下翻转晃动,然后用木棍将漆搅拌均匀,确保底部无沉淀.
2银粉漆和漆料按3:1比例配比并搅拌均匀.
3将气源压力调整至0.
35~0.
4Mpa.
4开启喷枪开关后距离产品30~40cm开始喷漆,喷漆过程中开关严禁重复开启.
注意:如漆喷过程中出现线状物为漆配比浓度过高所至,应适当加漆料调整.

(9)包装交货.
作业顺序1、首先进行日常的设备点检.
2、根据《产品参数表》选用相应的组件包装箱.
3、根据产品图纸要求领取相应标签、标识牌,并使用打码机将标识牌打上生产日期.

4、使用电钻在固定板指定位置上打孔插上铆钉,插上铆钉用抽芯钳将标识牌铆接在固定板上.
包装所使用的设备是否完好,所使用的包装箱外观尺寸、标识是否符合产品要求,合格证标识与产品是否相符,操作工是否认真填写质量记录.
5、检查包装质量产品气室口盖防尘盖,产品装箱前套塑料袋,箱内有防振泡沫,包装牢固,封扎可靠.
6、将产品标签帖在固定板批定位置上.
7、在纸箱内放入泡沫垫,先在水室进出水口两角套上.
相应的泡沫防护垫,将散热器总成放进箱内再套两个泡沫角垫.
8、封好纸箱两端留20-25CM的距离捆上打包带,套打包扣留好余量切断、收紧打包带,用铆压钳将打包扣铆紧.
9、打包完成帖上外箱标签.
10、按下面管理项目所规定的控制项目和检查频率检查.
11、将打包好的产吕总成整齐堆放在周转车上,办理入库手续.
2换热器产品泄漏原因分析复合板的质量指标(1)钎料层化学成分中主要元素的影响Si含量:复合板的钎焊性能体现在钎料层的流动性、润湿性、间隙填充能力和焊接强度.
在Al-S合金二元相图中,温度达577℃、w(Si)=11·7%时,发生共晶反应.
当w(Si)≤11·7%时,二元合金熔化温度随Si含量的升高而降低.
所以,钎料层中Si含量高时,其熔点则低.
Si含量过高时,虽然可使包覆层合金熔点降低、流动性好,间隙填充能力强,但当其扩散到被焊金属界面,且使固相成分达到一定程度时,导致被焊金属固相熔化,产生熔蚀.
Si含量越高,浓度梯度越大,对基体合金的熔蚀倾向也越严重;Si含量过低时,则产生相反的效果.
真空钎焊用复合板的钎料层为4004铝合金,其w(Si)的标准范围为9·0%~10·5%.
Mg含量:包覆层合金中的Mg是真空钎焊必不可少的金属活化剂、吸气剂,同时在增强复合板耐蚀性方面可产生积极的影响.
Mg在550℃以上时开始大量蒸发,在真空钎焊炉中形成含Mg的气氛.
镁蒸气既可与钎焊气氛中剩余的氧或水蒸气中的氧结合,保护加热零件表面不致重新氧化,又能渗入到零件表面未清除干净的氧化膜中,将其去除.
所以相对于真空钎焊炉的真空度而言,真空度高时,标准含量的Mg可以起到足够的作用;而真空度低时,则需要将Mg含量控制在上限或者更高.
4004铝合金的w(Mg)=1·0%~2·0%.
如果真空炉真空度不好可在真空炉里面放适当的镁.
放置量:18913555906或13013744698蔡东俊QQ:87041989(2)钎料层厚度复合板厚度及钎料层厚度的设定应与换热器的承压要求相匹配,必须结合理论计算和生产实践来制定.
这里特别指出当钎料层厚度过薄时,易造成焊接强度低、焊接不牢、承压不达标等焊接缺陷;过厚时,则会造成芯层合金厚度过薄、承压不达标、甚至出现熔蚀现象导致泄漏.
因此,钎料层厚度及其均匀性是衡量其质量的重要指标,也是影响换热器钎焊质量的重要因素之一.
实际应用中钎料层厚度一般控制在复合板厚度的(10±3)%为宜.

(3)复合板其它质量要求复合板在换热器中的另一个作用是作通道隔板,也有承压要求.
因此,不应有影响其承压的内在、外在缺陷.
内在缺陷如芯层合金的气孔、夹渣、与钎料层的焊合不良等;外在缺陷除上述表面处理不洁净外,还有在加工过程中的磕碰伤、划伤,当其深度超过钎料层厚度时,也会直接破坏金属的连续性,导致承压能力下降.
2.
3换热器真空钎焊工艺制度换热器生产的主要设备是:真空钎焊炉中,真空钎焊主要靠热辐射进行加热.
而辐射传热有其特有的规律,即斯蒂芬玻尔兹曼定律:上式说明,高温时即使是很小的温度差也需要很高的热能传导,即真空加热温度越高,需要传递的热量越大.
说明在相同情况下真空炉内升温速度要较其他加热方式慢很多.
真空加热所需时间大约是空气炉的3倍、盐浴炉的6倍.
因此,制定换热器钎焊加热工艺制度时,不能照搬空气炉、盐浴炉和气氛炉的加热工艺制度.
上式同时说明:换热器钎焊过程中,应尽可能缓慢加热,以使换热器内外温度保持一致,否则直接影响钎焊质量.
对工业化生产中的预热定温、保温,蓄能定温、保温,钎焊定温、保温以及停电降温,是既能实现上述目的又能提高生产效率的行之有效的工艺流程,其中换热器钎焊过程中钎焊温度、保温时间、真空度是影响换热器钎焊质量的关键.
(1)换热器钎焊温度:温度低时,钎料尚未达到必需的温度,钎料的流动性、浸润性均较差,易产生钎缝内部气孔、钎缝不连续、虚焊等缺陷,使换热器钎焊接头强度降低,承压能力不达标而产生泄漏,严重时甚至会造成撕裂;换热器钎焊温度高时,钎料完全熔化且流动性过大,易产生钎料氧化形成气孔和对焊缝的毛细力作用变差,造成钎料流失、熔蚀、翅片弯曲等缺陷.
适宜的定温应注重焊料的流点,通常焊料的熔点应比被焊金属熔点低60℃左右.
此时,液态焊料对被焊金属具有良好的浸润性和流散性,能在毛细力作用下较好地填充钎焊间隙,并能与被焊金属产生良好的合金化作用,形成高强度接头.
(2)换热器钎焊保温时间:换热器钎焊时钎料的润湿和接头形成约需要1s~2s,因此保温时间主要由换热器心部温度达到钎焊温度所需的时间及氧化膜层消散所需时间决定.

如果保温时间过短,换热器中心部温度没有达到钎焊温度;时间过长,液态钎料容易使被焊金属熔蚀、产品塌陷.
2.
4换热器钎焊时的真空度高温状态下的真空度较低时,炉内残留的O2H2O等氧化性气体易与Al起化学反应生成质硬的氧化膜即Al2O3.
Al2O3组织致密、稳定、熔点高,在普通真空钎焊温度下不易分解,钎料氧化后使其流动性浸润性变坏;被焊金属氧化后变得难以浸润,从而导致焊料与基体间的焊接性能恶化.
故需要尽可能提高换热器钎焊时的真空度,减少O2、H2O等氧化性气体的含量,控制Al2O3的生成量.
一般要求,换热器钎焊炉采用多温区控温,炉温均匀性为±3℃,工作真空度应保证不小于6.
7*10-3Pa,预抽真空的极限真空度必须在10-4数量级.
2.
5换热器钎焊时环境状况环境中的湿度会对散热器钎焊质量造成影响在高湿度下进行散热器组装时,会有更多的水分留在翅片、隔板及封条上.
将高湿度下组装的换热器放入真空炉中钎焊,水分会蒸发、释放出更多的气体,且散换热器产品内部的水分蒸发、气体释放是个缓慢的过程.
水分需要大量蒸发热,影响换热器内部的温度;水分还会影响真空度;水分将加剧铝的氧化,从而影响换热器的钎焊质量.
所以在进行换热器构件表面处理、组装及产品钎焊前都应该保持一定的环境湿度,或采取烘箱进行烘干燥加工(可以利用钎焊好的产品发出来的热进行烘干,烘干房温度控制在:13013744698或13905275903),控制由于环境湿度造成的换热器构件表面水分含量.
工步名称工步内容设备01准备1)按(微电脑控制真空钎焊炉操作规程),做好设备运行糸统(水、电、气、仪表)等的检查工作.
2)填写生产记录表.
3)停炉超过48小时重新钎焊前需空炉加热至700℃-900℃保温烘烤1小时.
02装炉1)将已装夹好的板束组件用铲车送入炉中央恒温区整齐码放.
2)工件码放应稳妥,可靠,整齐.
真空钎焊炉3)不允许工件与加热元件相接触,如发现应立即排除.
4)用酒精揩试干净炉门密封圈及接触面,关紧炉门并旋紧搭扣.
5)镁粉加入量按10g/m3计算,均匀布放.
03钎焊1)按左图编制各时段保温温度及升、降温速度控制程序.
同上2)真空度达到5*10-3Pa时才能打开加热钎焊程序.
3)在整个钎焊过程中,要经常观察各仪表,防止异常发生.
4)钎焊温度625-630℃和出炉温度400℃要严格遵守,其他温度区域及时段允许根据装炉量的多少作小幅度变动.
04出炉1)当炉温降至400℃以下时可以开启放气阀准备出炉.
2)打开炉门后,及时取出工件.
避免因炉门打开时间过长而使炉膛结露,影响下一炉生产.
3)出炉工件应放在安全区域内,自然冷却至室温.
4)拆卸钎焊夹具,并清理工件上的焊料飞溅物.
5)填写生产流转卡,自检后转检验.
1)打开水冷系统的各截止阀,使水压维持在0.
2~0.
3MPa,保持排水畅通,在炉子工作期间进口水温不低于25℃,出水温度不高于30℃.
同上配套数据2)启动滑阀泵使炉体真空度低于133Pa时,启动罗茨泵,.
3)真空炉平时停用时,炉内需抽真空,且应保持在不低于5*104Pa的真空状态.
换热器真空钎焊缺陷的主要现象有:1漫流漫流是真空钎焊时钎料流过钎焊接头处在母材上所形成的薄的钎料覆盖层.

(1)漫流原因换热器工装夹具在真空钎焊温度时应有一定的弹性和钢度,使焊缝联接处有合适的间隙,形成毛细现象吸附住熔化钎料.
工装装夹不紧,钎焊组件缝隙太大就保持不住钎料,产生漫流缺陷.
工装钢度低,加热后热变形和重力作用引起钎焊组件联结缝隙增大,不能形成钎料的毛细现象也导致钎料漫流.
真空钎焊是辐射传热,工装夹具的热容量大,换热器钎焊零件的升温速率小,在钎料的固一液相温度区间停留时间长,钎料低熔点组分挥发较多,同时钎剂的作用时间也长,两者进一步破坏了液态钎料的表面张力,过度改善了钎料对母材的润湿性.
装炉量大,升降温速率小,保温时间长等和工装夹具热容量大一样,钎料在液态停留时间长,降温速率慢相当于延长了钎料液态的保温时间,也会产生漫流.
钎剂的作用是还原表面的氧化膜、降低液态钎料的表面张力,改善钎料对母材的润湿性.
铝真空钎焊镁粉的使用量一般不大于控制在按10g/m3比例来配量.
13013744698或13905275903.
使用量还因零件的形状、表面积、装炉量的不同而异.
镁粉使用量大,钎料对母材的润湿性太好而导致钎料漫流.
保温温度高,液态钎料的表面张力小,钎剂降低表面张力的作用增强等这些因素综合作用的结果引起钎料漫流.
工件在钎料的固一液相温度区间停留时间长而导致漫流.

(2)消除措施可以增大换热器工装装夹力,缩小钎焊组件连接缝隙.
提高工装夹具钢度,保证热状态时连接缝隙不变大.
镂空减轻工装重量或者用石墨代替部分钢材,以减少工装的热容量.
减少钎剂用量,在连续钎焊时应逐炉减少钎剂用量.
采用分阶段升降温,在钎料固一液相温度区间快速升降温,缩短钎焊保温时间,降低钎焊保温温度,减少装炉量.
2溶蚀溶蚀是母材表面被熔化的钎料熔解而形成的凹陷.
(1)溶蚀原因钎料与钎焊母材不匹配,钎料与母材中的某个组元形成低熔点相,降低了母材部分区域的固相线温度.
工装热容量大或装炉量大而导致零件升温速率慢,在钎料固一液相温度区间停留时间太长,在某个温度点钎料与母相中的某个组元络合成低熔点的相而导致母相合金部分区域熔点降低而熔化.
炉温不均匀,钎焊件局部温度太高,钎焊温度太高导致经钎料扩散区域母材的低熔点组分熔化.
在钎料固一液相线区间升降温慢.
钎焊保温时间太长.

(2)消除措施解决措施一般是更换钎料牌号.
或在接近钎料熔点时快速升温,减少装炉量,减轻工装重量,降低钎焊温度,缩短换热器钎焊的保温时间.
3换热器产品钎焊强度低(1)原因换热器真空钎焊保温时间短,某个组元向母材扩散时间短.
在钎料固一液相区问升温时间太长,钎料部分组元挥发多.
真空压强太高或真空炉泄漏率大,加热时钎料或母材又部分氧化.
氧化膜清除不彻底.
钎料或母材在碱洗时过腐蚀而改变了钎料的组分.
钎剂用量少,钎料的润湿性不好.
(2)消除措施延长换热器钎焊保温时间,使扩散充分完成.
采用分区间升温,在钎料固一液相区间快速升温,减少钎料低熔点组元的挥发.
降低真空压强,防止加热时钎料或母材再度氧化.
检查真空炉的压升率.
控制在0.
3/S以下;增加碱液浓度或温度,或延长碱蚀时间,彻底清除氧化膜.
降低碱液浓度或温度(一般控制在60°C),或缩短碱蚀时间,把钎料或母材分开碱洗,防止碱洗时改变钎料的组分.
增加钎剂用量,改善钎料的润湿性.
4漏焊漏焊是钎焊件对接处钎缝处无钎料或钎料熔化流失而形成的未焊合的缝隙.

(1)原因钎料用量不够或连接缝隙大.
换热器钎焊升温速率太大导致零件变形大使联结缝隙增大,形不成毛细现象.
钎剂使用量大,钎料的润湿性太好导致钎料流失或钎焊缝过宽.
在钎料固一液相线区间升温速率慢,钎料低熔点组元的挥发多改变了钎料组分,提高了余下部分钎料的熔点,降低了钎料和母材间的相互扩散作用.
装炉量大或工装设计不合理.
工装太重吸热量太大,而导致升温速率慢.
保温时间长或冷却速率慢等,钎料低熔点组元的挥发多.
钎料过腐蚀,改变了其成分进而改变了熔点.
(2)消除措施增加钎料用量,增大换热器工装的夹紧力缩小连接处缝隙.
换热器钎焊前增加钎焊组件的去应力退火工序,或者分阶段升温并设置等温阶段,在500℃以上快速升温.
减少钎剂的使用量,连续钎焊时应逐炉减少钎剂的使用量.
减少装炉量,减轻工装重量,用石墨取代部分不锈钢.
缩短钎料碱腐蚀时间,或调整腐蚀工艺参数,钎料和母材的腐蚀应分开进行.

5针孔(气孔)钎焊过程中熔化钎料中的气泡在凝固时形成于表面的孔穴,小的称针孔,大的称气孔.

(1)原因换热器钎焊时真空度达不到要求,正常换热器钎焊真空度要求在2·0*10-3Pa.
钎焊炉内压力大,钎料中的气泡逸出阻力大.
钎料成分不对,低熔点高蒸气压元素含量过高.

(2)消除措施在接近钎料熔点处设定保温平台以降低钎焊炉内压力.
减少钎料中大蒸气压元素含量.

6钎料不全熔钎料不全熔是一部分钎料组分熔化而剩下高熔点的组分未熔,表观看就是钎料的表层熔化而中间没有熔化的缺陷.
(1)原因换热器产品装炉量大,或者工装太重热容量大,在钎料固一液相线区间升温速率慢,在熔化过程中,在真空环境中,钎料的低熔点组分汽化过多,改变了钎料的成分,使余下的钎料熔点升高而不熔.
(2)消除措施分阶段升温,提高最后阶段的升温速率,在500℃设置等温段,消除工件温度的滞后以提高钎料固一液相线区间升温速率,减少装炉量,减轻工装重量或更换部分不锈钢为石墨,减少工装的热容量以提高工件的升温速率.
7换热器钎焊件变形(1)原因换热器钎焊升温速率大,释放应力过快或热应力过大,冷却过快也使热应力过大.
工装钢度不足或装夹强度不足.
(2)消除措施钎焊前增加钎焊组件的去应力退火;采用分阶段升温,设置等温平台,在接近钎焊保温温度时快速升温;分阶段控制降温,在钎料固相线温度以下慢冷.
提高工装钢度和装夹精度.

8、填隙不良部分间隙未被填满.
产生原因为:(1)换热器接头设计不合理,换热器产品零部件装配间隙过大或过小,装配时零件歪斜.