您好,欢迎来到澳门永利视讯平台-中国铝业协会

铝,铝合金的钎焊工艺,铝基钎焊材料

2019/6/20 10:07:59 人评论 次浏览 分类:技术解决方案

1、钎焊性

   铝及铝合金的钎焊性是较差的,首要原因在于其表面上的氧化膜很难去除。铝对氧的亲和力很大,在表面上很容易形成一层致密而稳定且熔点很高的氧化膜Al2O2,同时含镁的铝合金也会生成非常稳定的氧化膜Mgo。它们会严重阻碍钎料的润湿和铺展。而且很难去除。钎焊中,只有采用合适的钎剂才能使钎焊过程得以进行。

   其次,铝及铝合金钎焊的操作难度大。铝及铝合金的熔点与所用的硬钎料的熔点相差不大,钎焊时可选择的温度范围很窄,温度控制稍有不当就容易造成母材过热甚至熔化,使钎焊过程难予进行。一些热处理强化的铝合金还会因钎焊加热而引起过时效或退火等软化现象,导致钎焊接头性能降低。火焰钎焊时,因铝合金在加热中颜色不改变而不易判断温度的高低,这也增加了对操作者操作水平的要求。

   再者,铝及铝合金钎焊接头的耐蚀性易受钎料和钎剂的影响。铝及铝合金的电极电位与钎料相差较大,使接头的耐蚀性降低,尤其是对软钎焊接头的影响更为明显。此外,铝及铝合金钎焊中采用的大部分钎剂都具有强烈的腐蚀性,即使钎焊后进行了清理,也不会完全消除钎剂对接头耐蚀性的影响。

   2、钎焊材料

  (1)钎料 铝及铝合金的软钎焊是不常应用的方法,因为软钎焊中钎料与母材的成分及电极电位相差很大,易使接头产生电化学腐蚀。软钎焊主要采用锌基钎料和锡铅钎料,按使用温度范围可分为低温软钎料(150~260℃)、中温软钎料(260~370℃)和高温软钎料(370~430℃)。当采用锡铅钎料并在铝表面预先镀铜或镀镍进行钎焊时,可防止接头界面处产生腐蚀,从而提高接头的耐蚀性。

   铝及铝合金的硬钎焊方法应用很广,如滤波导、蒸发器、散热器等部件大量采用硬钎焊方法。铝及铝合金的硬钎焊只能采用铝基钎料,其中铝硅钎料应用最广。但这种钎料的熔点都接近于母材,因此钎焊时应严格而精确地控制加热温度,以免母材过热甚至熔化。

    铝硅钎料通常以粉末、膏状、丝材或薄片等形式供应。在某些场合下,采用以铝为芯体、以铝硅钎料为复层的钎料复合板。这种钎料复合板通过液压方法制成,并常作为钎焊组件的一个部件。钎焊时,复合板上的钎料熔化后,受毛细作用和重力作用而流布,填满接头间隙。

  (2)钎剂和保护气体 铝及铝合金软钎焊时常以专用的软钎剂进行去膜。与低温软钎料配用的是以三乙醇胺为基的有机钎剂,如FS204等。这种钎剂的优点是对母材的腐蚀作用很小,但钎剂作用时会产生大量的气体,影响钎料的润湿和填缝。与中温和高温软钎料配用的是以氯化锌为基的反应钎剂,如FS203、FS220A等。反应钎剂具有强烈的腐蚀性,其残渣必须在钎焊后清除干净。

   铝及铝合金的硬钎焊目前仍然以钎剂去膜为主,所采用的钎剂包括氯化物基钎剂和氟化物基钎剂。氯化物基钎剂去氧化膜能力强,流动性好,但对母材的腐蚀作用大,钎焊后必须彻底清除其残渣。氟化物基钎剂是一种新型钎剂,其去膜效果好,而且对母材无腐蚀作用:但其熔点高,热稳定性差,只能配合铝硅钎料使用。

   铝及铝合金硬钎焊时,常采用真空、中性或惰性气氛。当采用真空钎焊时,真空度一般应达到10-3Pa的数量级。当采用氮气或氩气保护时,其纯度要很高,露点必须低于-40℃.

   3、钎焊技术

   铝及铝合金的钎焊对工件表面的清洁有较高的要求。要获得良好的质量,必须在钎焊前去除表面的油污和氧化膜。去除表面油污可用温度为60~70℃的Na2CO3水溶液清洗5~10min,再用清水漂净;去除表面氧化膜可用温度为20~40℃的NaOH水溶液浸蚀2~4min,再用热水洗净;去除表面油污和氧化膜后的工件,再用HNO3水溶液光泽处理2~5min,再在流水中洗净并最后风干。以过这些方法处理后的工件勿用手摸或沾染其他污物,并在6~8h内进行钎焊,在可能的条件下最好立即钎焊。

   铝及铝合金的软钎焊方法主要用火焰钎焊、烙铁钎焊和炉中钎焊等。这些方法在钎焊时一般都采用钎剂,并对加热温度和保温时间有严格要求。火焰钎焊和烙铁钎焊时,应避免热源直接加热钎剂以防钎剂过热失效。由于铝能溶于含锌量高的软钎料中,因而接头一旦形成就应停止加热,以免发生母材溶蚀。在某些情况下,铝及铝合金的软钎焊有时不采用钎剂,而是借助超声波或刮擦方法进行去膜。利用刮擦去膜进行钎焊时,先将工件加热到钎焊温度,然后用钎料棒的端部(或刮擦工具)刮擦工件的钎焊部位,在破除表面氧化膜的同时,钎料端部熔化并润湿母材。

   铝及铝合金的硬钎焊方法主要有火焰钎烛、炉中钎焊、浸沾钎焊、真空钎焊及气体保护钎焊等。火焰钎焊多用于小型工件和单件生产。为避免使用氧乙炔焰时因乙炔中的杂质同钎剂接触使钎剂失效,以使用汽油压缩空气火焰为宜,并使火焰具有轻微的还原性,以防母材氧化。具体钎焊时,可预先将钎剂、钎料放置于被钎焊处,与工件同时加热;也可先将工件加热到钎焊温度,然后将蘸有钎剂的钎料送到钎焊部位;待钎剂与钎料熔化后,视钎料均匀填缝后,慢慢撤去加热火焰。

   空气炉中钎焊铝及铝合金时,一般应预置钎料,并将钎剂熔解在蒸馏水中,配成浓度为50%~75%的稠溶液,再涂覆或喷射在钎焊面上,也可将适量的粉末钎剂覆盖于钎料及钎焊面处,然后将装配好的焊件放到炉中再进行加热钎焊。为防止母材过热甚至熔化,必须严格控制加热温度。

   铝及铝合金的浸沾钎焊一般采用膏状或箔状钎料。装配好的工件就在钎焊前进行预热,使其温度接近钎焊温度,然后浸入钎剂中钎焊,钎焊时,要严格控制钎焊温度及钎焊时间。温度过高,母材易于溶蚀,钎料易于流失;温度过低,钎料熔化不够,钎着率降低。钎焊温度应根据母材的种类和尺寸、钎料的成分和熔点等具体情况而定,一般介于钎料液相线温度和母材固相线温度之间。工件在钎剂槽中的浸沾时间必须保证钎料能充分熔化和流动,担时间不宜过长。否则,钎料中的硅元素可能扩散到母材金属中去,使近缝区的母材变脆。

   铝及铝合金的真空钎焊常采用金属操作活性剂,以使铝的表面氧化膜变质,保证钎料的润湿和铺展。镁可以以颗粒形式直接放在工件上使用,或以蒸气形式引入到钎焊区内,也可以将镁作为合金元素加入到铝硅钎料中。对于结构复杂的工件,为了保证镁蒸气对母材的充分作用以改善钎焊质量,常采取局部屏蔽的工艺措施,即先将工件放入不锈钢盒(通称工艺盒)内,然后置于真空炉中加热钎焊。真空钎焊的铝及铝合金接头,表面光洁,钎缝致密,钎焊后不需进行清洗;但真空钎焊设备费用高,镁蒸气对炉子污染严重,需要经常清理维护。

   在中性或惰性气氛中钎焊铝及铝合金时,可采用镁活化剂去膜,也可采用钎剂去膜。采用镁活化剂去膜时,所需的镁量远比真空钎焊低,一般w(Mg)在0.2%~0.5%左右,含镁量高时反而使接头质量降低。采用氟化物钎剂配合氮气保护的Nocolok钎焊法是近年来迅速发展的一种新方法。由于氟化物钎剂的残渣不吸潮,对铝没有腐蚀性,因此可省略钎焊后清除钎剂残渣的工序。在氮气保护下,只需涂敷较少数量的氟化物钎剂,钎料就能很好地润湿母材,易于获得高质量的钎焊接头。目前,这种Nocolok钎焊法已用于铝散热器等组件的批量生产中。

   采用除氟化物钎剂之外的钎剂钎焊的铝及铝合金,钎焊后必须彻底清除钎剂残渣。铝用有机钎剂的残渣,可用甲醇、三氯乙烯之类的有机溶液洗涤,再用氢氧化钠水溶液中和处理,最后用热水和冷水洗净。氯化物是铝用硬钎剂残渣的清除可按下述方法进行;先在60~80℃的热水中浸泡10min,用毛刷仔细清洗钎缝上的残渣,并用冷水清洗;再在体积分数为15%的硝酸水溶液中浸泡30min,最后用冷水冲洗干净。

来源:钎焊

澳门永利视讯平台-中国铝业协会

官方微博

023-65818118

咨询:每天8:00-17:30

法定节日休息

传真:023-65818779