铝钎焊的过去、现在和将来
Ralph A Woods博士
萨帕技术中心顾问
汽车上广泛使用的热交换器（包括汽车空调冷凝器、蒸发器、水箱散热器、油冷却器等部件）的发展经历了三个阶段。20世纪70年代以前汽车使用的大多为铜制热交换器；20世纪70年代开始出现铝制热交换器。铝质热交换器较之传统的全铜热交换器有热交换效率高，重量轻，节约成本，降低汽车油耗等特点，是20
世纪末期汽车工业轻金属化的杰出典范。第一代全铝热交换器为蛇形管结构，利用液压方法将铝管材机械胀管与散热片装配而成。热交换器内部使用氟里昂作制冷剂。1970年由法国的Sofic公司首先研制成功并投入批量生产。与铜制热交换器相比，铝制热交换器的自重轻35～45％。1978年Alcan公司发明了NOCOLOK无腐蚀钎剂焊接工艺。随后日本古河铝业公司成功开发了高精度、高性能的铝合金钎焊散热片，成为第二代全铝热交换器??钎焊管带式热交换器生产的先驱。20
世纪90年代末期，随环保要求的日渐增高，全铝热交换器又向环保型发展。与前面产品相比，最新一代全铝热交换器属环保型产品，它使用无氟制冷剂。为保持热交换效率不下降，新型全铝热交换器被设计成平行流式结构，以保证高的热交换效率。
1介绍
因个人需要而使用汽车在很多地方已经成为日常生活的一部分。然而，世界范围内汽车使用的巨大增长已经引发了一系列的新问题。这一系列问题中，汽车发动机污染对环境的影响相当重要。因此，通过减轻车重和降低燃油消耗，人们一直在探索提高性能的改进措施。此外，随着在车上度过的时间越来越长，人们也希望车内环境尽可能舒适。为了适应这一要求，尤其是在那些环境温度和/或湿度高的地方，空调日益为人们所求。因此，围绕着汽车发动机热交换器和空气调节部件，已经出现了大规模工业生产。由于热交换器的生产处于空调领域的核心部分，空调热交换器的开发因而常常与发动机冷却部件的开发并行进行。幸运的是，铝具有许多适合用于热交换器的理想特点。它具有很高的热传导率，蕴藏丰富，抗腐蚀，可回收，易于接合。在重量节省方面，铝也优于铜，最终表现为低油耗、低空气污染和低成本，铝部件在可靠性方面已经显示出其清晰的优势。
2 蒸发器
最初大多数汽车冷却系统中使用的热交换器都是用铜/黄铜制作的。最早用铝制作的热交换部件是蒸发器。20世纪50年代和60年代初，铝蒸发器采用的是盐池浸焊。拔管和冲压带筋板的基本设计与今天相比几无二致。只要结合部位填充良好，钎焊结果一般就会不错，因为熔盐去除了材料表面的氧化层从而使熔化的钎料金属得以流动并润湿开。但主要的问题是如何去除蒸发器内部残留的浴盐。残盐必须有效去除，否则潮湿状态下氯盐对铝具有强烈的腐蚀性。这使得有效的清洗成为必要工序，而清洗的本身又因污水不易处理而带来一个新的问题；第二个问题是使用过的浴盐。第三个问题是，为了防止外部腐蚀，必须对蒸发器进行铬化处理，而铬化残留物也需要处理。
上述工艺沿用了很多年，但在20世纪70年代，成本更为便宜的真空钎焊技术开始被开发了出来。其秘诀是在钎料层金属中加入了适量的镁。这一工艺更为清洁，钎焊过程中没有废弃物产生，但是在可焊性方面对焊前部件表面的清洁度更为敏感，因此必须采用有效的除油系统，并且为处理除油剂带来的空气污染及其他不利的环境影响付出一定代价。部件间焊料填充也变得更为紧要。除了维修成本以外，更为复杂的炉子结构和气泵系统带来的资金成本似乎也较高。钎焊过程中通过镁的蒸发去除炉内残余氧气和破除表面氧化皮是这一技术成功至关重要的因素。因此，钎料合金通常作了一些改进，含有最高达1.5%的镁。钎焊过程中，蒸发的镁将在炉壁冷却部件上冷凝下来，最终带来炉门密封等问题，随之而来的是代价高昂的停炉和清洁操作。真空钎焊依旧广泛用于蒸发器生产。气体保护钎焊（CAB）最近才开始采用，因此，钎焊工艺从以前的钎剂钎焊到真空钎焊又重新回到了钎剂钎焊。但是气体保护钎焊工艺非常困难，因为这一工艺中表面氧化皮的处理实际上是通过钎剂溶解，物理去除而不仅仅是撑破的。这使得钎焊过程效率特别高。最初，钎剂成本非常高，这也在某种程度上稍微进一步延缓了这一工艺相当慢的推广。此外在钎剂化学方面也存在一些自身的合金化限制，正如各位在本次和其他演讲中将要听到的，这些问题正在解决之中。
非常成功的长寿命水箱合金技术，也正是后面我要探讨的，已经很难扩大范围应用到蒸发器上。这主要是因为从加工性能上说蒸发器管片冲压加工要求材料状
态为O态（退火态）。冲压部件上的加工或变形量从某些地方不存在变形到其他某些地方接近20%拉伸量不等。这种冷加工变形量导致冲压后的板材在钎焊过程中产生局部回复和再结晶差异。因此，加工板上的某些区域，尤其是深冲凸肩部位，材料晶粒结构被弱化且容易形成腐蚀，因而用于蒸发器的长寿命合金依然在努力研究开发之中。这种需求的原因，在于蒸发器工作于腐蚀性的工作环境。蒸发器在工作过程中大多数时间因水汽的冷凝而处于润湿状态，而这种水汽又因吸收公路大气中的气体而呈相当的酸性。除非采取改进措施，否则尽管如前所述，表面保护性涂层还将在很大范围内继续下去，法规的限制使得这种铬化涂层的使用正显著减少。
3 铝水箱
这一部件出现的时间较蒸发器晚。随着真空钎焊工艺成为蒸发器钎焊的成熟工艺，作为成本高昂的铜/黄铜系统的替代，人们开始了铝水箱设计的开发。由于1970年代后期的石油危机，这一过渡获得了最快的推进。高企的能源价格，特别是在美国，使人们付出巨大的努力减轻汽车重量以便提高单位汽油行驶里程数。从铜/黄铜换成铝使得水箱重量减轻几公斤，同时通过原材料成本下降而降低了单位造价。然而最初的真空钎焊水箱被证实易于受到外部腐蚀，尤其是在那些海洋性环境以及为了防止道路结冰而需要使用除冰剂的雪带地区。即便使用铬化保护性涂层，这依然还是一个问题。现场检索表明，在不到两年的使用期内，内部粒状腐蚀可以使水箱扁管发生完全穿孔。幸运的是，腐蚀产物大量产生，由于腐蚀产物的阻塞，使水箱使用中的失效相对较少发生。即便如此，有些事情显然还是必须开展以便提高产品的适用性。方案试过很多种，尤其是在美国和日本（在欧洲，车上使用较小的引擎，这意味着能使用效率相对较低的机械组装式水箱，腐蚀对钎焊工艺不太敏感）。早期提高外部抗腐蚀能力的努力主要集中在调整合金成分和使用牺牲性的翅片上。第二种努力不太成功，因为锌元素不能用于真空钎焊。当冷却剂老化、等级降低或稀释之后，内部抗腐蚀性也成了一个问题，但这种失效只是偶尔而不是普遍发生的。冷却剂化学成分的逐步改进和管内保护层的采用从根本上解决了这个问题。已经逐步为人们所接受的保护概念，是把预先准备好的如同钎料金属的牺牲
性内层，在加工过程中通过轧制结合到热交换器板材芯层上。已经有多种合金用于提供这种保护。锌元素通常是首选，但是如前所述，由于其挥发性，锌在真空钎焊工艺中是限制使用的。锡和铟是已经尝试过的其他合金元素。结合冷却剂化学的改进，这种措施通过电化学腐蚀的方法使水箱的失效事故降低到了最小程度。偶尔也可以看到侵蚀－腐蚀的例子，尽管这种情况更多取决于冷却剂流动模式、水箱中的流体速度梯度以及冷却剂质量和条件。
因此，80年代早期最迫切的需要是有效地开发一种能够野外实地使用至少10年的铝水箱。很明显，需要一种加速试验以利于合金的快速开发，SWAAT试验被发现能够很好地模拟实际使用中钎焊件上形成的腐蚀形貌。因此这种测试很快成为西方合金开发和质量控制测试时的标准测试。在本次研讨会的后面部分，您也可以听到这一测试的情况。在日本，尽管会有铜从溶液中在铝部件上严重沉淀下来，CASS测试还是更为广泛地采用。这创造了一种显然在实际使用中不会出现的腐蚀环境，尽管实际使用中的内部粒状腐蚀通过这种环境同样可以清楚地模拟出来。因此，能够延长腐蚀寿命的合金在太平洋两岸都被开发了出来。在日本，神户制钢所的合金HE45也许是其中的佼佼者。在美国，共开发了两套体系。其一是雷诺兹金属（Reynolds Metals）利用钛元素在钎焊板芯层中的层片效应(layering effect) 开发的。其次是恺撒铝（Kaiser Aluminum）开发的一种技术，钎焊过程中在芯层材料的浅表形成一层牺牲层。通过在焊后板材表面形成一层薄的富沉积物带，使得几乎所有表面侵蚀都被限制在此沉淀带内，第二种方法被证明对消除内部粒状腐蚀非常有效。这种内在的腐蚀保护在水箱上如此有效，以至于在过去15年以来，这种原因引起的失效率几乎可以忽略。由于这类合金出色的抗腐蚀能力，造成成本和环境问题的铬化涂层再也无需使用了。此外，传统的AA3003、AA3005钎焊板上使用的钎料金属也获得了改进。适用于气体保护钎焊的合金变体也同时开发了出来并且已经取代真空钎焊成为首选钎焊工艺。但是气体保护钎焊中Mg含量最高0.25%左右的限制使获得满意的焊后强度的要求面临挑战。
铝水箱的腐蚀防护技术目前获得了充分的掌握，后面我们将会较多听到的一个例子是萨帕代号为3005LL的长寿命合金。合金的改进并未停止，而萨帕也在开发新的合金以提供更好的抗腐蚀性能和更高的焊后强度。这些性能的改进，一方面是
为了满足更高的疲劳强度的要求，另一方面也是出于弥补因不断减薄管材厚度而造成的部件强度下降的需要。
4暖风机芯体
尽管速度很慢，暖风机材料从铜/黄铜向铝的过渡还是实实在在的。较小的整体尺寸意味着减轻重量的潜力较小。由于暖风机部件在安装位置上受到保护，外部抗腐蚀的要求在此并不特别强烈，但是长寿命合金如萨帕的3005LL因其在水箱扁管上的普遍使用和优异的可钎焊性而得到广泛应用。内部抗腐蚀性同样重要，因此用于水箱的触水侧覆层通常同样适用于暖风机。
5 冷凝器
冷凝器的设计在过去20年里发生了相当大的变化。铝在很长时间里都是冷凝器材料的一种选择，但很多年来都是用于加工成挤压管，经机械扩孔以便能与翅片和头板“结合”良好。封闭管路是由U型弯管通过软钎焊连接直管管端形成的。最近，随着薄壁多孔挤压技术的开发，其他设计形式的冷凝器和更为高效的生产方法变得可行。采用双面复合材料如萨帕的FA6815的冷凝器气体保护钎焊现在已经相当普遍。由于位置处于引擎罩下、水箱之前，直接暴露在腐蚀性媒介之中，这些部件的抗腐蚀性相当重要。但合金化学方面的改进使光挤压管在今天经常得到使用，因而翅片中往往添加了最高1.5%的Zn以便使翅片相对挤压管形成保护。挤压管本身也可能预喷锌，以形成阴极保护。不幸的是，钎焊过程中熔融状态的钎料熔体不但从翅片芯层，而且也从挤压管表面涂层中通过扩散和分解吸收锌。锌的吸收如此之多，以致翅片和挤压管之间的焊角内可能聚集的锌含量最高，使得接头处在整个体系中最为活泼而发生集中腐蚀，从而使管翅分离，同时造成热传导能力的下降。
6 中冷器
随着涡轮增压技术，尤其是在大型车上的市场增长，采用气体保护钎焊的中冷器市场已经发展了起来。中冷器工作温度高，因此要求铝合金的高强度在高温下能
够保持下来。这一性质并非铝的特质，所以为适应这一要求而寻找更高强度合金的开发工作依然在努力进行之中。
7 油冷器
主要用于大功率发动机的油冷器以很多不同的设计形式出现。最初始由铜/黄铜、铜镍或不锈钢制成，但如今大多数是使用铝钎焊而成。按照不同的系统设计，他们可以是水冷的——通常内置于水箱中，或空冷的。目前真空钎焊和气体保护钎焊工艺都有采用但可能会逐步向气体保护钎焊过渡。此类热交换器的失效或泄漏造成的后果可能是灾难性的，变速箱可能因此而遭到破坏。所以长寿命合金常常和标准合金一样使用。从美国市场趋势看，似乎在朝采用挤压管的联合油冷器/冷凝器（combined oil cooler/condenser）设计发展。在欧洲，似乎结合发动机冷却系统的叠板式设计将会成为主流。
8 未来趋势
如各位所见，过去30年左右是铝钎焊工业激动人心的时期。尽管如此，还有很多挑战存在，部分挑战如下文所述。
8.1更高强度
随着气体保护钎焊成为主流，材料强度更高的要求至关重要。这一要求的原动力是通过材料减薄节省成本。减薄水箱扁管厚度的努力仍在继续。目前为止最为大胆的一步可能是已经发布的一种技术规格，要求管材厚度减薄到仅仅0.18mm。实现这一要求需要创造性的方法。以CsF添加剂改进气体保护钎焊钎剂的成分，以便使气体保护钎焊工艺能够容许材料含有更高含量的镁，将使这种努力朝着目标更进一步。代价当然是增加了这种新型钎剂的成本。开发可热处理合金，使合金在离开钎焊炉时获得淬火，也将为提高材料强度提供新的可能途径。这类6000系合金的合金化学已经得到很好的开发并已为航空工业所掌握。不过这其中的挑战是如何使材料在离开现代气体保护钎焊炉时适应其较慢的冷却（淬火）条件。冶金专家和钎焊炉制造商需要共同携手开发出令人满意的程序。
8.2钎剂敷用
钎剂敷用的备选方法正在研究之中，目前的喷涂和浸渍方式还不尽如人意。采用辊涂工艺在板材表面预敷钎剂的技术正在开发之中，试验机已经完成调试。据报道，早先由热交换器制造商完成的此类产品的评估结果令人鼓舞。这种在卷板上预敷钎剂的革新给热交换器制造商带来诸多好处，但这种钎剂预敷卷材的生产留给板材生产厂家的挑战还是实实在在的。
另外一种具有革新意义的方法是被提议的氟硅酸钾钎剂(potassium fluorosilicate fluxes)，这种钎剂可能不含传统气体保护钎焊所用的钎剂，或者只是少量含有。这种钎剂的很大的好处是，Si是从钎剂本身中提供的，熔化的时候在铝合金表面原位形成钎料金属。这种工艺目前尚处于研发的非常早期的阶段，现在预测其将会如何成功还为时尚早。如果商业化开发成功，那么，复合钎料板将不再需要或者需求大量减少，传统的钎焊复合板将为光板所取代，这种光板只是简单的商业产品。对客户而言可以节省可观的成本，但这对专业生产商如萨帕而言并不是什么令人高兴的场面。
8.3设计上的变化
除了工艺之外，设计上也在发生一些变化。塑料水室在水箱和暖风机芯体上广泛使用，但很长时间以来一直是一些问题的根源。塑料本身的裂纹或水室与水箱主板结合处的压合或密封经常造成泄漏。如果能使用拉拔的铝水室与水室焊接起来，同时消除密封和压合造成的问题，那么就能生产出既经久耐用又价格便宜的产品。这种想法在过去多年来已经得到了几次的尝试，现在随着适用性更广的气体保护钎焊工艺的应用，应该更易于获得成功。
最近的另外一种革新是折弯管（B型管，folded B-Tubes)。这使得单排水箱扁管可以做得更宽，可以用单排管取代水箱的双排管设计。这种扁管无需感应焊接和管内加强以防止塌陷。安装和制造过程中，扁管中央的折弯可以为扁管提供刚性支持。这种扁管的钎焊并未被证实如起先想象的那么简单，有关完善此工艺的研发正在继续。这种折弯管也许同样可用于冷凝器。
8.4制冷剂
在汽车空调系统中禁止氟利昂作为制冷剂的要求――主要是出于环境的原因――使几种备选制冷剂进入人们的考虑之中。也许替代物的领先者是CO2，样
机系统已经完成并经过测试。但是这种系统运行于比R134a系统高得多的压力之下，这要求要么使用更厚的材料（从成本和重量的角度说并不让人满意），要么使用强度更高的材料。据报道，作为传统3000系合金的替代者，早先的一些工作中人们已经对可时效强化的6000系和7000系合金进行了评估，这些合金被加工成微多孔挤压管（micro multi-port）。这些挤压管的工作压力最高达16MPa，工作温度最高达180℃。
8.5一体式冷凝器/水箱（UCR）
另一种革新是既节省成本又节省空间的组合式或一体式冷凝器/水箱。这种想法的实施已经跨越了样机阶段，2002年2月已经在欧洲开始生产。到2004年，按照规划一条生产线每天可以生产6000台。由于省去了支撑托架和管板，重量也可能减少；部件上没有密封，铝制冷却剂容器也较小；没有塑料容腔，使得循环效率更高。为了使钎焊效率最高，两种热交换器共用唯一的一层翅片。这其中的挑战在于，传统上水箱使用非复合翅片和复合管，而冷凝器正好相反。这可能为使用上面提到的折弯复合冷凝管或在挤压管上使用氟硅酸钾钎剂提供了一个很好的机会
9总结
总之，过去40年来，铝钎焊产品的增长急剧膨胀。按照目前的钎焊技术，结合定价和铝制热交换器的表现，不大可能出现选材重新回到铜/黄铜的现象。尼龙水箱的样品已经面世但似乎将来威胁不大。即便如此，在不牺牲性能的前提下，对创新设计工程师和铝冶金专家而言，降低成本的挑战和机会同时并存。事实上，随着新的空调系统制冷剂的应用、部件尺寸减薄、成本与重量节省的努力在持续付出，性能提高的要求将会不断提出。就未来增长而言，北美已经是100%过渡到了铝的成熟市场；在欧洲，随着越来越多的汽车装备空调，欧洲市场在稳步增长；但是，最大的增长似乎是来自那些汽车使用和生产都在增长的地区，显然，中国是一个最好的例证。
连续式氮气保护铝钎焊炉报价_连续式氮气保护铝钎焊炉工艺流程 盛阳工业炉负责人告诉小编，近年来随着连续式氮气保护铝钎焊炉水平的提高，真空热处理有着不同与其他设备优越性，并且连续式氮气保护铝钎焊炉凭借脱气、脱脂、无氧以及自动化等一系列优势获得了业内的人士的喜爱，那么现在我们就快去了解一下连续式氮气保护铝钎焊炉报价和连续式氮气保护铝钎焊炉工艺流程吧~ #详情查看#【连续式氮气保护铝钎焊炉：注意事项】 #详情查看#【连续式氮气保护铝钎焊炉：适用范围】 【连续式氮气保护铝钎焊炉工艺流程】 热壁连续式氮气保护铝钎焊炉常用的工艺方法较多，主要是按使用的设备和工作原理区分的。如按热源区分则有红外、电子束、激光、等离子、辉光放电钎焊等；按工作过程分有接触反应钎焊和扩散钎焊等。接触反应钎焊是利用钎料与母材反应生成液相填充接头间隙。扩散钎焊是增加保温扩散时间，使焊缝与母材充分均匀化，从而获得与母材性能相同的接头。 连续式氮气保护铝钎焊炉用于细小简单或很薄零件的软钎焊。 连续式氮气保护铝钎焊炉用于大批量印刷电路板和电子元件的组装焊接。施焊时,250℃左右的熔融焊锡在泵的压力下通过窄缝形成波峰，工件经过波峰实现焊接。这种方法生产率高，可在流水线上实现
自动化生产。 火焰钎焊用可燃气体与氧气或压缩空气混合燃烧的火焰作为热源进行焊接。火焰钎焊设备简单、操作 方便，根据工件形状可用多 火焰同时加热焊接。这种方 法适用于自行车架、铝水壶 嘴等中、小件的焊接。 连续式氮气保护铝钎焊炉 将工件部分或整体浸入覆 盖有钎剂的钎料浴槽或只 有熔盐的盐浴槽中加热焊 接。这种方法加热均匀、迅速、温度控制较为准确，适合于大批量生产和大型构件的焊接。盐浴槽中的盐多由钎剂组成。焊后工件上常残存大量的钎剂，清洗工作量大。 感应钎焊利用高频、中频 或工频感应电流作为热 源的焊接方法。高频加热 适合于焊接薄壁管件。采 用同轴电缆和分合式感 应圈可在远离电源的现 场进行钎焊，特别适用于 某些大型构件，如火箭上 需要拆卸的管道接头的 焊接。 连续式氮气保护铝钎焊炉炉中钎焊将装配好钎料的工件放在炉中进行加热焊接，常需要加钎剂，也可
钎焊生产工艺 钎焊生产工艺包括：钎焊前工件表面准备、装配、安置钎料、钎焊、钎后处理等各工序，每一工序均会影响产品的最终质量。 工件表面准备 钎焊前必须仔细地清除上件表面的氧化物、油脂、脏物及油漆等，因为熔化了的钎料不能润湿未经清理的零件表面，也无法填充接头间隙。有时，为厂改善母材的钎焊性以及提高钎焊接头的抗腐蚀性，钎焊前还必须将零件预先镀覆某种金属层。 (1)清除油污油污可用有机溶剂去除。 常用的有机溶剂有酒精、四氯化碳、汽油、三氯化烯、二氯乙烷及三氯乙烷等。小批生产时町将零什浸在有机溶剂中清洗干净。大批生产中应用最广的是在有机溶剂的蒸汽中脱脂。此外，在热的碱溶液中清洗也可得到满意的效果。例如钢制零件可浸入70—80℃的10％苛性钠溶液中脱脂，铜和铜合金零件可在50g磷酸三钠，50g碳酸氢纳加1L水的溶液内清洗，溶液温度为60～80°C。零件的脱脂也可在洗涤剂中进行脱脂后用水仔细清洗。当零件表面能完全被水润湿时，表明表面油脂已去除干净。 对于形状复杂而数量很大的小零件，也可在专门的槽子中用超声波清洗。超声波去油效率高。 (2)清除氧化物钎焊前，零件表面的氧化物可用机械方法、化学浸蚀法和电化学浸蚀方法进行。 机械方法清理时可采用锉刀、金属刷、砂纸、砂轮、喷砂等去除零们：表面的氧化膜。其中锉刀和砂纸清理用于单件生产，清理时形成的沟槽还有利于钎料的润湿和铺展。批量生产时用砂轮、金属刷、喷砂等方法。铝和铝合金、钛合金的表面不宜用机械清理法。 化学浸蚀法广泛用于清除零件表面的氧化物，特别是批量生产中，因为他的生产率比较高，但要防止表面的过浸蚀。适用于不同金属的化学浸蚀液成分列于表1。对于大批量生产及必须快速清除氧化膜的场合，可采用，电化学浸蚀法(表2)。 表1 化学浸蚀液成分
（ 二 〇 一 三 年 十 二 月 本科科研训练论文 题 目：铝合金的钎焊工艺 学生姓名：/// 学 院：材料科学与工程 系 别：材料成型及 控制工程 专 业：材料成型及控制工程 班 级：材///班 指导教师：///
内蒙古工业大学本科科研训练论文 摘要 焊接是制造业的重要组成部分，应用广泛，发展迅速，在制造行业占有重要的地位。我国是世界产钢、用钢大国，也是焊接大国。随着高新技术和新工艺的不断出现，机械制造、安装、维修业也逐步向精细方向发展，对焊接技术的要求也越来越高。近几年来，焊接的使用量迅速增加；焊接机械化自动化技术改造加快；焊接自动化率快速提高。钎焊是用比母材熔点低的金属材料作为钎料，用液态钎料润湿母材和填充工件接口间隙并使其与母材相互扩散的焊接过程，这篇论文对钎焊焊接前的准备和焊接方法的做了设计，介绍了焊接所需的钎料和钎剂，给出了钎接接头形式以及接头的质量检测方法，在钎焊操作中应该注意的安全问题。 关键词:焊料，焊剂，钎焊接头，钎焊装置，钎焊气体
Abstract Welding is an important part of the manufacturing industry, widely used, rapid development in the manufacturing industry occupies an important position. China is the world steel production, steel big country, but also the welding power. With the emergence of high-tech and new technology, machinery manufacturing, installation and maintenance industry is also gradually to the fine direction of welding technology requirements are also increasing. In recent years, the rapid increase in the amount of welding; welding mechanization and automation to accelerate technological innovation; welding automation rate rapidly increased. Brazing with a lower melting point than the base metal material is used as brazing filler metal, wetted with a liquid base material and the solder filling the gap and the interface to the work piece during welding and the base material inter diffusion, the paper prior to brazing welding preparation and welding methods to do the design, introduces the required solder and soldering flux, solder joints is given in the form of joint detection methods and the quality of the brazing operation should p ay attention to security issues. Key words: Solder, Flux, Solder joints, Soldering equipment, Soldering gas
焊接金相 铝合金钎焊缺 陷 哈尔滨焊接研究所金相室(150080) 于 捷 孙秀芳 郭力力 山东省淄博学院机电系(255091)姜 英 焊接方法 钎焊 母 材 L F3铝合金 焊 材 铝硅及铝硅镁钎料 图1 钎缝中各种缺陷 (50×)2/3图2 钎缝发生轻微溶蚀现象 400× 会)已在2000年1月巴黎会议上取消。两者原有职能 全部移交给IAB B组(实施与授权)。 EWF Committee2,3和IIW Commission今后只能 从事IIW IAB还没有的项目开发工作。 被IIW接受的培训规程在大约五年内将同时印制 EWF和IIW文件号。培训规程中规定了IIW和EWF 证书等效。同时,由于EWF人员资格仍被许多欧洲标 准采用,EWF证书在一定时期有很高的市场价值,所 以EWF证书仍将继续发放约五年。 1.4 授权的国家团体Authorised National Body(ANB) ANB是Authorised National Body(授权的国家团 体)的缩写,是指由IIW授权的在某一IIW成员国实施 IIW人员资格认证体系的唯一合法机构。其作用是: (1)评估和验收培训机构,批准授权的培训机构 (A TB)按照IIW规程举办各类培训课程; (2)进行考试; (3)颁发各类焊接人员的资格证书并管理焊接人 员档案。 一个IIW成员国只能有一个ANB。某个成员国 的ANB如果要在其它无ANB国家开展IIW课程,应 受到代表该国的国家焊接学会的邀请,在课程培训中, 必须解决语言障碍的问题。 根据EWF和IIW之间的协议,1999年,19个 EWF的ANB自动成为IIW的ANB。我国于2000年 1月取得欧洲以外的第一个ANB资格,美国、日本和澳 大利亚已于2001年1月召开的IAB B组巴黎工作会 通过,成为正式的ANB。到2001年1月底为止,已正 式授权下列国家的ANB组织:奥地利、比利时、中国、 克罗地亚、捷克、丹麦、芬兰、法国、德国、匈牙利、意大 利、荷兰、挪威、波兰、葡萄牙、罗马尼亚、斯洛伐克、斯 洛维尼亚、西班牙、瑞典、瑞士、英国、美国、澳大利亚和 日本,共计25个。 加拿大计划在2002年末进行验收,俄罗斯、乌克 兰和南斯拉夫已向IIW提出了申请。(未完待续) ? 5 4 ?焊接 2001(6)
真空钎焊炉常见的报废 原因 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
真空炉产品报废的几种可能情况及其解决办法 一、热电偶击穿产品报废 二、真空炉返油产品报废 三、产品材料淬裂报废 四、磕碰报废 五、零件移位报废 六、产品隐伤报废 七、沾爪报废 八、产品垂直度报废 九、粘焊模产品报废 十、片弹报废 十一、白边 十二、产品未熔 十三、钎焊后产品发黑 十四、联接块电极碳棒放电产品报废 十五、产品喷钼报废 十六、产品不平报废 十七、停电应急方法 十八、停气怎么办 十九停循环水怎么办 一、热电偶击穿产品报废
1、现象及原因：在钎焊加热时，高温击穿热电偶管壳。热电偶传导温度显示屏记录明显不准确。大气随着管壳进入炉内，使真空炉真空快速下降。产品氧化而报废。一般热电偶壳击穿，在上一炉产品靠近热电偶边明显发雾或发黑。 2、解决办法：在钎焊过程中，记录温度不稳定，有时超温或低于炉内实际温度。发现以上两点时必须停炉更换热电偶或壳。当热电偶击穿，微量空气进入炉腔，产品发黑，可以退白或再次钎焊。在高温时，管壳击穿时间短，截面少时，必须重新钎焊，钎焊炉温必须高于上炉温度5度才能退白。如果击穿时间半小时以上，击穿截面大，炉内产品基本报废。 二、返油报废 1、现象及原因：返油指档真空炉内真空时操作不当，机械泵油进入管子或炉胆内使产品发黑点或产品氧化如果氧化严重产品报废等现象叫返油。 2、解决办法：日常操作过程中针对以下3种情况可能造成的返油分别采取有针对性的方法。 第一，真空炉炉内真空压力在以上，机械泵抽力少于真空压力。在打开各阀时，泵油随着抽气管进入炉内。所以炉内有产品炉温在800以下。可以冲入氮气，使真空炉真空压力少于 2以下后启动机械泵打开各阀抽气，按规定顺序操作。
真空钎焊炉日常故障及排除方法
真空钎焊炉定期维护表 厂内进行的 每天 1. 检查冷却塔和储水箱，按需要替换过滤器。 2. 依次把粗抽泵油过滤器移到下一泵，按需要替换过滤器。 3. 检查粗抽泵油位和油温，听听机械上有无问题。 每周 1. 对全部真空炉做冷态泄露检查，最大0.5Pa/H
2. 检查扩散泵，罗茨泵和维持泵的油位 3. 给空气压缩机储气罐放气（水） 4.对所有真空炉控制系统进行检查 每月 1 .校验全部温度仪表 2. 替换控制箱内的全部空气过滤器 3. 给炉子的主阀门上机油和黄油 每三个月 1. 校验仪表的校正仪 2. 校验全部真空仪表 3. 替换热电偶进行检验 4. 真空炉9点均温性测试 半年： 1.氩气管路系统压力测试 2. 真空炉的热态泄露试验 3. 露点表校验，给真空泵换油 4. 替换粗抽泵油和活门 每年： 1. 检查并清刷全部配电柜电路板 2. 氩气纯度校验 3. 检查主变压器油位，替换粗抽泵油分离器 4. 校验试验各电电气仪表。
真空钎焊炉压升率不合格 一、漏气 A、密封损坏漏气，优先检查真空钎焊炉门密封圈、电极密封圈、热电偶密封圈等接口密封圈，一般由水压欠造成真空钎焊炉密封圈受热老化。 B、真空钎焊炉壳焊缝开造成内漏或外漏，氩弧焊焊接质量差造成，如果是内漏用氦质谱检漏仪都检不出来。需要加压检漏。 C、联接的换热器漏，真空钎焊炉炉后部分换热器火焰焊接质量差造成，要对真空钎焊炉换热器单独检漏。 D、阀门漏气，真空钎焊炉常用对蝶阀、挡板阀、插板阀、球阀、电磁阀、薄膜, , , , , , , , , , , , , , , , 阀等阀门，阀门的密封圈在不干净的环境中容易损坏密封圈，在有污染的环境中应该先用120号汽油清洗过滤网，在把阀和泵装配好。 二、真空钎焊炉内部材料放气 A、炉壳内壁，在南方天气比较潮湿，真空钎焊炉开炉门后时间长，真空炉内加热室吸潮之后，易造成漏气的假象。 B、保温隔热材料放气，真空钎焊炉用的隔热材料一般有金属、碳材料和陶瓷纤维，陶瓷纤维在低温保温效果好，但吸气特大，碳材料与次之。 C、真空钎焊炉里后冷却换热器表面放气，主要是因为换热器的翅片面积特别大，吸附气体之后还不容易放出来。 D、随炉钎焊工装夹具放气、待钎焊产品的材料放气、尤其是汽车EGR系统的产品ni基钎料装配以后产品没烘干就进真空钎焊炉。解决以上问题需要进行烘炉。但烘炉对换热器没有多大效果，需要在产品进真空钎焊炉前单独对产品烘干。真空钎焊炉需要在烘炉后充入气体，启动风机进行热风循环才可能解决。 D、虚焊放气及装配螺纹孔内放气，真空钎焊炉壳内壁焊接不好，石墨电极
NOCOLOK 钎剂钎焊技术手册 苏威氟及衍生物有限公司 保密协议 本手册包括内部所收录的资料，属于苏威氟及衍生物有限公司专有并对外保密。在没有得到苏威氟及衍生物有限公司的明确书面许可，本手册的使用者不得复制，复印或转述（转载）全部或部分的内容，也不能以任何的形式提供给任何的第三方。在苏威氟及衍生物有限公司的要求下，使用者必须马上归还本手册。
P．4 第1节介绍P．7 第3节重要的生产控制步骤及 P．54 特性 1-1 目的P．7 i.）装配间隙P．54 1-2 历史回顾P．8 ii.）夹具P．56 iii.）钎料金属的控制P．62 第2节钎焊工艺P．9 iv.）钎焊修复P．71 2-1 导言P．9 v.）钎焊后钎剂残余物特性P．72 2-2 工艺回顾P．10 a.）残余物厚度P．72 2-3 钎剂的任务P．12 b.）硬度P．72 2-4 钎剂的种类P．13 c.）附着性P．72 2-5 铝合金P．14 d.）湿润性P．72 i.）概述P．14 e.）抗腐蚀性P．73 ii.）合金添加成分的影响P．18 f.）可溶性P．73 a.）镁P．18 g.）钎焊后气味P．73 b.）锌P．19 h.）钎焊后处理P．73 P．75 c.）硅P．19 vi..）钎剂残余物对冷却器的 影响 P．75 d.）其它添加的合金成分P．19 vii.）钎剂残余物对制冷剂的 影响 2-6 清洗部件（湿润性）P．20 viii.）钎剂残余物对压缩机油 P．76 稳定性的影响 i.）碱性溶液清洗P．21 第4节腐蚀P．77 ii.）化学清洗P．22 i.）加速腐蚀试验P．77 iii.）加热清洗P．23 ii.）腐蚀保护P．77 iv.）钎剂悬浮液中表面活性 P．24 第5节环保细则P．82 剂的添加 2-7 钎剂的添加P．25 i.）概述P．25 第6节金相学技术P．83 ii.）钎剂悬浮液的准备P．25 6-1 样品镶嵌P．83 iii.）钎剂附着量P．28 6-2 打磨和抛光P．84 iv.）钎剂悬浮液使用概述P．29 6-3 铝合金的浸蚀P．85 v.）其它钎剂添加技术P．30 i.）显微结构的常规浸蚀P．85 2-8 干燥/脱水P．32 ii.）决定晶粒尺寸的浸蚀P．85 2-9 钎焊P．34 a.）放大检验P．85 i.）炉中钎焊P．34 b.）显微检验P．86 P．36 a.）可控气氛（CAB）隧道 炉 b.）强制对流炉P．41 第7节保健与安全P．87 c.）间歇炉P．42 7-1 概述P．87 P．88 ii.）火焰焊接P．43 7-2 NOCOLOK钎剂警示标 志 P．88 a.）手工火焰焊接P．44 7-3 苏威NOCOLOK钎剂安 全数据表 b.）使用转盘和传送带进行 P．52 火焰焊接 iii.）感应焊接P．53 第8节参考文献P．89
铝及铝合金的焊接特点 (1)铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝（Al2O3）熔点高、非常稳定，不易去除。阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊缝产生气孔。焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理，清除其表面氧化膜。在焊接过程加强保护，防止其氧化。钨极氩弧焊时，选用交流电源，通过“阴极清理”作用，去除氧化膜。气焊时，采用去除氧化膜的焊剂。在厚板焊接时，可加大焊接热量，例如，氦弧热量大，利用氦气或氩氦混合气体保护，或者采用大规范的熔化极气体保护焊，在直流正接情况下，可不需要“阴极清理”。 （2）铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接过程中，大量的热量能被迅速传导到基体金属内部，因而焊接铝及铝合金时，能量除消耗于熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位，这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显着，为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的能源，有时也可采用预热等工艺措施。 （3）铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。铝凝固时的体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，因此，需采取预防焊接变形的措施。铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹
及较高的内应力。生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。在耐蚀性允许的情况下，可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。在铝硅合金中含硅％时热裂倾向较大，随着硅含量增加，合金结晶温度范围变小，流动性显0.5． 着提高，收缩率下降，热裂倾向也相应减小。根据生产经验，当含硅5％～6％时可不产生热裂，因而采用SAlSi条(硅含量4．5％～6％) 焊丝会有更好的抗裂性。 （4）铝对光、热的反射能力较强，固、液转态时，没有明显的色泽变化，焊接操作时判断难。高温铝强度很低，支撑熔池困难，容易焊穿。 （5）铝及铝合金在液态能溶解大量的氢，固态几乎不溶解氢。在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中，氢来不及溢出，极易形成氢气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分，都是焊缝中氢气的重要来源。因此，对氢的来源要严格控制，以防止气孔的形成。 （6）合金元素易蒸发、烧损，使焊缝性能下降。 （7）母材基体金属如为变形强化或固溶时效强化时，焊接热会使热影响区的强度下降。 （8）铝为面心立方晶格，没有同素异构体，加热与冷却过程中没有相变，焊缝晶粒易粗大，不能通过相变来细化晶粒。 2. 焊接方法 几乎各种焊接方法都可以用于焊接铝及铝合金，但是铝及铝合金对
铝合金真空钎焊炉操作规程 一、说明 本操作规程适用于铝合金真空钎焊炉，同时对该真空钎焊炉进行的操作、维护保养等，均按此规程进行。 二、基本要求： 操作工在使用铝合金真空钎焊炉前必须接受相关培训，了解该设备的结构、性能、操作、调整和基本日常维护等各项要求。 三、操作规程： 3.1、真空钎焊炉操作步骤： 3.1.1、操作说明：当真空钎焊炉停炉超过8小时后，再进行钎焊 产品时，必须进行烘炉，烘炉是在对炉体抽真空的情况下加热到一定温度（700℃），再进行保温，当烘炉结束后，让炉体自然冷却到450℃左右时，打开炉门可以进行钎焊产品。 3.1.2、真空钎焊炉的烘炉：打开电源、水源、气阀；启动机械泵 （滑阀泵）、调到烘炉程序；启动罗茨泵（真空必须在4.0E2Pa 以下，如果没有达到4.0E2Pa，打开上角阀抽真空，直至到可以启动罗茨泵）；开上角阀、下角阀、启动扩散泵（预热）；加热（真空度进入E-3级以下）；进入保温阶段（扩散泵预热1:30分钟左
右）、关闭上角阀、开主阀；程序结束、关闭加热；关主阀、启动维持泵、开维持泵阀、关下角阀（炉体温度下降到450℃左右）；关罗茨泵；开炉体放气阀；开炉门、产品放入炉膛。 3.1.3、真空钎焊产品：关炉体放气阀、开上角阀、调到产品真空钎焊程序；启动罗茨泵（真空必须在 4.0E2Pa以下）、；开下角阀、关维持泵阀、关维持泵；关上角阀、开主阀（真空达到E-1Pa 级）；开加热（真空必须在2E-2Pa以下）；程序结束、关闭加热；关闭主阀、开维持泵、开维持泵阀（降温至450℃左右）；关闭下角阀、关闭罗茨泵；打开炉体放气阀；产品出炉；如果继续钎焊产品，则重复钎焊产品操作步骤。 3.1.4、真空钎焊注意事项：以上操作均以操作指示灯亮以后，才能进行下一步操作；开炉时：先启动泵、再开泵阀；关炉时：先关泵阀，再关泵。 3.2、真空钎焊时，真空度低于3E-3Pa时才能够开始加热。 3.3、真空钎焊时，应严格执行真空钎焊工艺，操作人员不能随意更改真空钎焊工艺；在钎焊新产品前，应该试焊后，工艺员总结工艺，待工艺成熟后，再批量生产。 3.4、产品出炉温度低于450℃。
真空钎焊炉厂家_真空钎焊炉结构特点 【盛阳工业炉专业生产真空钎焊炉】真空钎焊炉即在炉腔这一特定空间内利用真空系统（由真空泵、真空测量装置、真空阀门等元件经过精心组装而成、将炉腔内部分物质排出，使炉腔内压强小于一个标准大气压，炉腔内空间从而实现真空状态，这就是真空钎焊炉。 #详情查看#【盛阳工业炉：真空钎焊炉】 真空钎焊炉的构造及其优点 一、真空钎焊炉的构造 真空钎焊炉一般由主机、炉膛、电热装置、密封炉壳、真空系统、供电系统、控温系统和炉外运输车等组成。密封炉壳用碳钢或不锈钢焊成，可拆卸部件的接合面用真空密封材料密封。为防止炉壳受热后变形和密封材料受热变质，炉壳一般用水冷或气冷降温。炉膛位于密封炉壳内。根据炉子用途,炉
膛内部装有不同类型的加热元件，如电阻、感应线圈、电极和电子枪等。熔炼金属的真空钎焊炉炉膛内装有坩埚，有的还装有自动浇注装置和装卸料的机械手等。真空系统主要由真空泵、真空阀门和真空计等组成。 #详情查看#【盛阳工业炉：真空钎焊炉】 二、真空钎焊炉的优点 1、完全消除了加热过程中工件表面的氧化、脱碳，可获得无变质层的清洁表面。这对于那些在刃磨时仅磨一面的刀具（如麻花钻磨削后使沟槽表面的脱碳层直接暴露于刃口、切削性能的改善关系极大。 2、对环境无污染，不需进行三废处理。 3、炉温测定、监控精度明显提高。热电偶的指示值与炉温温度达到±1.5°c。但炉内大批工件不同部位的温差较大，若采用稀薄气体强制循环，仍可控制在±5°c温差范围内。
4、机电一体化程度高。在温度测控精度提高的基础上，工件移动、气压调节、功率调节等均可预先编程设定，按步骤实施淬火和回火。 5、能耗显著低于盐浴炉。现代先进的真空钎焊炉加热室采用隔热材料制成的隔热墙和屏障，可将电热能量高度集中于加热室内，节能效果显著。 潍坊市盛阳工业炉有限公司以“诚信为先”为企业的宗旨，为客户提供质先进、价格优惠、售后服务及时的产品。竭诚欢迎国内、外新老客户前来洽谈业务，愿与您精诚合作，共创未来。 欢迎大家登陆潍坊市盛阳工业炉有限公司官网https://www.doczj.com/doc/634879172.html,进行情况咨询
铝合金焊接的几种先进工艺:搅拌摩擦焊、激光焊、激光- 电弧复合焊、电子束焊。针对于焊接性不好和曾认为不可焊接的合金提出了有效的解决方法,几种工艺均具有优越性,并可对厚板铝合金进行焊接。 关键词:铝合金搅拌摩擦焊激光焊激光- 电弧复合焊电子束焊 1 铝合金焊接的特点 铝合金由于重量轻、比强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中,采用铝合金代替钢板材料焊接,结构重量可减轻50 %以上。 铝合金焊接有几大难点: ①铝合金焊接接头软化严重,强度系数低,这也是阻碍铝合金应用的最大障碍; ②铝合金表面易产生难熔的氧化膜(Al2O3 其熔点为2060 ℃) ,这就需要采用大功率密度的焊接工艺; ③铝合金焊接容易产生气孔; ④铝合金焊接易产生热裂纹; ⑤线膨胀系数大,易产生焊接变形; ⑥铝合金热导率大(约为钢的4 倍) ,相同焊接速度下,热输入要比焊接钢材大2～4 倍。 因此,铝合金的焊接要求采用能量密度大、焊接热输入小、焊接速度高的高效焊接方法。 2 铝合金的先进焊接工艺 针对铝合金焊接的难点,近些年来提出了几种新工艺,在交通、航天、航空等行业得到了一定应用,几种新工艺可以很好地解决铝合金焊接的难点,焊后接头性能良好,并可以对以前焊接性不好或不可焊的铝合金进行焊接。 2. 1 铝合金的搅拌摩擦焊接 搅拌摩擦焊FSW( Friction Stir Welding) 是由英国焊接研究所TWI ( The Welding Institute) 1991 年提出的新的固态塑性连接工艺[1～2 ] 。图1为搅拌摩擦焊接示意图[3 ] 。其工作原理是用一种特殊形式的搅拌头插入工件待焊部位,通过搅拌头高速旋转与工件间的搅拌摩擦,摩擦产生热使该部位金属处于热塑性状态,并在搅拌头的压力作用下从其前端向后部塑性流动,从而使焊件压焊在一起。图2 为搅拌摩擦焊接过程[4 ] 。由于搅拌摩擦焊过程中不存在金属的熔化,是一种固态连接过程,故焊接时不存在熔焊的各种缺陷,可以焊接用熔焊方法难以焊接的有色金属材料,如铝及高强铝合金、铜合金、钛合金以及异种材料、复合材料焊接等。目前搅拌摩擦焊在铝合金的焊接方面研究应用较多。已经成功地进行了搅拌摩擦焊接的铝合金包括2000 系列(Al- Cu) 、5000 系列(Al - Mg) 、6000 系列(Al - Mg - Si) 、7000 系列(Al - Zn) 、8000 系列(Al - Li) 等。国外已经.进入工业化生产阶段,在挪威已经应用此技术焊接快艇上长为20 m 的结构件,美国洛克希德·马丁航空航天公司用该项技术焊接了铝合金储存液氧的低温容器火箭结构件。 铝合金搅拌摩擦焊焊缝是经过塑性变形和动态再结晶而形成,焊缝区晶粒细化,无熔焊的树枝晶,组织细密,热影响区较熔化焊时窄,无合金元素烧损、裂纹和气孔等缺陷,综合性能良好。与传统熔焊方法相比,它无飞溅、烟尘,不需要添加焊丝和保护气体,接头性能良好。由于是固相焊接工艺,加热温度低,焊接热影响区显微组织变化小,如亚稳定相基本保持不变,这对于热处理强化铝合金及沉淀强化铝合金非常有利。焊后的残余应力和变形非常小,对于薄板铝合金焊后基本不变形。与普通摩擦焊相比,它可不受轴类零件的限制,可焊接直焊缝、角焊缝。传统焊接工艺焊接铝合金要求对表面进行去除氧化膜,并在48 h 内进行加工,而搅拌摩擦焊工艺只要在焊前去除油污即可,并对装配要求不高。并且搅拌摩擦焊比熔化焊节省能源、污染小。 搅拌摩擦焊铝合金也存在一定的缺点:
铝及铝合金的焊接
铝及铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。 有色金属non-ferrous metal，狭义的有色金属又称为非铁金属，是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。广义的有色金属还包括有色合金。有色合金是以一种有色金属为基体（通常大于50%），加入一种或几种其他元素而构成的合金。随着科学技术的发展，有色金属的应用日趋广泛。虽然有色金属只占金属总量的5%左右，但有色金属在工程应用中的重要作用确实钢铁或其他材料无法代替的。有色金属具有特殊的性能，比常规钢铁材料的焊接更复杂，这给焊接工作带来很大的困难。 铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。 什么是金属盒非金属，什么是黑色金属和有色金属，什么事合什么是金属盒非金属，什么是黑色金属和有色金属，金？目前，已知的的化学元素有118 种，其中自然界只存在92 种，科学家成功研制出并已经得到承认和命名的元素有18 种，有8 种元素没有得到承认和命名。人们通常把这些元素分成金属和非金属两大类。从物理性能上来看，具有导电性、导热性、可塑性以及特殊光泽的元素叫金属，反之是非金属。常见的金属有铁、铝、铜、镁、锌等。在非金属中，常温下呈气态的有氢、氧、氩等；常温下呈液态的有溴；常温下呈固态的有碳、硼等。 金属又可分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属通常是指铁、铬、锰和铁基合金，其他的金属合金称为有色金属。 合金是有两种或两种以上的金属元素与非金属元素所组合成的具有合金性质的物质。3A21 就是由铝和锰组成的以铝为基的合金。 有色金属的分类有色金属按其性质、用途、产量及其在地壳中的储量状况一般分为有色轻金属、有色重金属、贵金属、稀有金属和半金属五大类。在稀有金属中，根据其物理化学性质、原料的共生关系、生产工艺流程等特点，又分稀有轻金属、稀有重金属、稀有难熔金属、稀散金属、稀土金属、稀有放射性金属。
铝真空钎焊工艺 1.总则 1.1本守则适用于小型铝制板翅式换热器的真空钎焊 1.2本守则是铝制板翅式换热器真空钎焊操作人员的法规性文件，必须遵照执行； 2.真空钎焊炉的技术性能: 2.1大炉有效加热区尺寸为1200×800×800毫米(长×宽×高)；小炉有效加热区尺寸为1200×600×600毫米(长×宽×高)； 2.2炉子最高温度：700℃； 2.3炉温均匀性±3℃； 2.4极限真空度：大8.0×10-4Pa，小炉6.7×10-4Pa； 2.5常用真空度10-1～10-3Pa；2 .6炉子总负荷：大炉800Kg，小炉500K g； 2.7压升率：0.50Pa/h； 2.8加热功率：大炉240KW、小炉150KW； 3.对炉子维护保养的要求 3.1炉子的状态应经常保持良好； 3.2停炉时,应关闭炉门,避免潮湿空气进入内部，保持适当的真空度； 3.3计量仪器应按照仪器仪表的管理进行定期校验，保证量值的正确可靠,避免仪器失灵而造成废品损失； 3.4炉内应进行定期或不定期刷除镁粉和清理脏物，防止工件表面污染； 3.5水路.气路管线应保持畅通，各阀门开关灵活； 3.6电气绝缘和炉子密封性能良好； 3.7钎焊炉应保持完好状态，每月进行一次设备点检,真空度2×10-2；5×10-3.水压0.1~0.3MP a；
3.8环境保持清洁,养成文明生产习惯; 4.工件装炉的注意事项 4.1工件进出炉应注意磕碰; 4.2根据大小不同工件装炉时应注意： 4 2.1工件放置应尽量保持水平； 4 2.2工件六个面距各向加热元件的距离应大致均匀相同； 4 2.3工件装炉时应注意安全； 5.真空钎焊工艺 5.1工件入炉后关上炉门，先启动机械真空泵，打开旁路阀,抽真空约10分钟后再启动罗茨泵，打开主路阀启动扩散泵，扩散泵工作80-90分钟，在这段时间中，,可以边抽真空边预温360度以下，,到扩散泵起作用后，真空度达到10-2Pa以上继续加温到钎焊结束(注：在加温中真空度有一定的下降,可根据真空度调整加热速率)； 5.2炉温温度在520℃以前升温速度应缓慢，以避免出现内外较大的温差，根据温差的情况和工件的大小可以加速或中间增加保温段，目的是使内外温差尽量缩小，提高真空度，一般小工件可以升温快些(见钎焊-工艺图)； 5.3当工件中心温度达到或接近钎焊温度时，可视工件大小提前或推迟，当达到钎焊温度时应停止加热，使工件在钎焊温度下恒温钎焊(见钎焊-工艺)； 5.4钎焊工件温度换热器为575~605度、散热条为560—605度，对大工件应控制心部温度，钎焊时间应根据工件大小来决定； 5.5工件出炉后，在空气中自然冷却,此时要检查钎焊缝是否饱满，检查钎焊质量及外形尺寸等项目，然后在工件上打上钎焊钢印(包括：钎焊日期、或编号)； 5.6钎焊过程参数应做好详细记录，记录要纳入产品质量档案，以备分析和研究产品质量问题时查考； 5.7规定工件宽度小于或等于150毫米时，按钎焊—工艺图Ⅰ进行，工件宽度大于150毫米时，按钎焊—工艺图Ⅱ进行钎焊，散热条按钎焊—工艺图Ⅲ进行； 6.附图:钎焊—工艺图Ⅰ，钎焊—工艺图Ⅱ，钎焊—工艺图Ⅲ进行
钛合金焊接技术 日期：08-12-10 09:00:09 作者：鲜雪强川航机务部 由于钛合金低重量、强度高、耐腐蚀性优异，又具有与先进复合材料在热学、电化学方面的相容性，一直是航空、宇航工业上应用的重要结构材料。焊接作为钛合金加工中的重要手段，在提高材料利用率、减轻结构重量、降低成本等方面有独特的优势，因此有必要研究飞机结构修理中的钛合金焊接技术。关键词：焊接、疲劳性能、残余应力、疲劳寿命 一、钛合金焊接的重要性 疲劳断裂是材料在交变载荷（或应力）作用下发生的破损断裂。国内外研究表明，飞机结构疲劳破坏是飞机主要破坏形式。早期设计的飞机只考虑静强度问题，直到上个世纪五十年代，随着航空事业的不断发展，飞机性能不断提高，飞机的使用要求不断严格，飞机在使用过程中疲劳破坏与安全可靠性之间的矛盾逐渐暴露出来。 焊接是一种运用（多种情况下为局部）加热或加压手段、添加或不添加填充材料将构件不可拆卸的连接在一起，或在基材表面堆敷覆盖层的加工工艺。焊接技术广泛的应用于国民经济的各个部门，如机械工程、桥梁工程、压力容器船舶工程、航空航天等领域。焊接结构在现代工业中应用越来越广泛，无论是在航天领域还是在一般的工程领域，无论是小部件还是大型结构，都在不断扩大焊接结构的比重。例如，飞机中央翼焊接下壁板是关键承力构件，承受机翼传来的弯矩、扭矩、剪力和油箱压力的作用；在国外第四代战斗机中钛合金含量已达到40%左右。而对于钛合金焊接结构疲劳特性与寿命评估技术的研究则是为实现钛合金结构在先进飞机上的合理使用，所必不可少的前提条件之一。 二、焊接区域材料性能的确定 焊接接头由焊缝、热影响区、母材组成，是一种非均质材料，各向异性。热影响区是焊缝到母材的过渡区域，其材料性能也介于焊缝和母材之间。
铝合金软、硬钎焊研究 班级： 学号： 姓名： 年月日
钎焊是利用熔点比母材熔点低的填充金属（称为钎料或焊料）在低于母材熔点、高于钎料熔点的温度下，利用液态钎料在母材表面润湿、铺展和在母材间隙中填缝，与母材相互溶解与扩散，从而实现零件间连接的焊接方法。和传统的熔焊相比，钎焊时母材不熔化，仅钎料和钎剂熔化。美国焊接学会（AWS）对钎焊的定义是：“一组焊接方法，它通过把各种材料加热到适当的温度，通过使用具有液相温度高于450℃但低于母材固相线温度的钎料完成材料连接。钎料依靠毛细管吸附作用分布到接头紧密配合面上。”通常按照所采用钎料的熔点可将钎焊分为两类，钎料熔点低于450℃时称为软钎焊，高于450℃时称为硬钎焊。 铝到目前为止仍然是重量轻、加工性好和经过时效硬化能提高强度的优良金属材料，尤其是经过阳极氧化等表面处理后，不但提高了抗蚀性能而且表面也变得美观了。在添加铜、硅、镁、锌、锰以及镍、铁、钛、铬、锂等元素后，铝合金凭其密度低、强度高（接近或超过优质钢）、塑性好以及优良的导电性、导热性和抗蚀性，已经成为工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。 目前，我们接触到的用来焊接铝合金的方式有钎焊、搅拌摩擦焊、TIG焊和激光焊接技术。和其他金属（如铜、铁和镍等）材料相比，铝的钎焊较困难，工艺钎焊性较差，其主要原因[1]是： (1) 铝的自由能值很小，对氧的亲和力极大，因此铝合金很容易生成氧化物，这一层表面致密的氧化膜严重阻碍钎料和母材之间的原子扩散，大大影响了钎焊时的润湿、反应及结合。 (2) 为清除铝合金表面的氧化膜而使用的钎剂，往往具有很强的腐蚀性，如果钎焊结束后清理不及时或不彻底，很容易就将焊接接头腐蚀破坏。 (3) 软钎焊铝合金时，软钎料与母材的电极电位相差较大，降低钎焊接头的抗腐蚀性能。 (4) 硬钎焊铝合金时，钎料的熔化和活性温度与铝合金的熔点很接近，钎焊时铝合金母材晶粒很容易长大，或造成母材过量溶解的溶蚀缺陷。 一、钎焊前后的准备和清理工作 通常，钎焊前要对铝及铝合金表面做好清洁工作，母材表面存在油污和较厚的氧化膜，会妨碍钎料的流动及其与母材金属的结合，导致钎焊缺陷，如接头强度差、容易渗漏以及完全焊接不牢等。若采用无熔剂真空钎焊，则焊前工件的清洗要求更为严格。目前常用的去膜方法分物理方法和化学方法[2]两种。 物理方法是利用机械刮擦作用破碎并去除母材表面氧化膜，使液态钎料与母材直接接触发生润湿。主要的作用方式有： (1) 利用坚硬的物体，在液态钎料层下沿母材表面用力往复刮擦； (2) 直接用钎料棒端头在加热到钎焊温度下的母材表面往复拖动。 但是机械打磨并不能彻底去掉母材表面的全部氧化膜，而且去膜后润湿角仍然较大，不能实现液态钎料毛细填缝过程。因此，往往还要采用化学清洗的方式，即用清洗液清洗，焊前清洗液分以碱或酸为主要成份的两大类洗液。因为铝是一种两性元素, 所以它和它的氧化物（即氧化铝）既能和碱液又能和酸液作用而达溶除氧化膜的目的。 碱液清洗液的主要成份一般是氢氧化钠，使用浓度在5%左右。清洗过程为：65℃的氢氧化钠溶液浸渍30秒→冷水冲净→浓硝酸浸渍1分钟→用水冲刷干净。若铝材表面油脂较多较厚，可使用浓度更高的氢氧化钠溶液、提高碱液温度、延长洗涤时间；或者可以在提高氢氧化钠浓度的同时添加水玻璃、磷酸钠和表面活性剂，乳化并去除油脂，但这种操作需要
炉中铝钎焊的一般工艺流程 1.工件的表面准备 为了确保形成均匀优质钎焊接头，焊前必须清除工件表面的油污、氧化物；为了改善某些材料的钎焊性或增加钎料对母材的润湿能力等常需在母材表面镀覆金属。 （1）清除油污 常用有机溶剂去除油污，如酒精、汽油、三氯乙烯、四氯化碳等。大批量生产常在有机溶剂蒸汽中脱脂。在浴槽中清洗时可采用机械搅拌或超声波振动以提高清洗作用。脱脂后须用水清洗并烘干。 （2）清除氧化物 零件表面氧化物的清除按材料、生产条件和批量，可在机械法、化学浸蚀法和电化学浸蚀法等方法中选择。经化学浸蚀或电化学浸蚀后还须进行光亮处理或中和处理，随后用水清洗并干燥。 a. 适合批量生产的机械清除方法有砂轮、金属刷、喷砂等方法。 b. 化学浸蚀清除表面氧化物始于批量生产，生产率高。浸蚀液的选择取决于母材及其表面氧化物的性质状态。铝及铝合金可选用（10%NaOH，余量水或10%H2SO4，余量水）的浸蚀液成分。 c. 电化学浸蚀同样适用于大批量生产及须快速清除氧化物的情况，大多用于不锈钢和碳钢的清除氧化物工艺。 （3）母材表面镀覆金属 在母材表面镀覆金属主要是为了改善钎料的钎焊性；增加钎料对母材的润湿能力；作为预置钎料层以简化装配提高生产率。 2.预置钎剂和阻流剂 有些焊接方法需要预先放置钎剂和阻流剂。预置的钎剂多为软膏式液体，以确保均匀涂覆在工件的待接两表面上。粘度小的钎剂可以采用浸沾、手工喷涂或自动喷洒。粘度大的钎剂将其加热到50~600C，不用稀释便能降低其粘度，热的钎剂其表面张力降低，易粘于金属。 用于气体钎剂的炉中钎焊和火焰钎焊，以及使用自钎剂钎料的钎焊，无须预置钎料。真空钎焊也不需钎剂。 阻流剂是钎焊时用来阻止钎料泛流的一种辅助材料。在气体保护炉中钎焊和真
铝及铝合金的钎焊 08材控 邢钧魁 20080607131 摘 要 本文主要论述了铝及铝合金的分类、性能，以及铝及铝合金钎焊的研究现状、钎焊过程中有可能出现的问题以及在具体实施钎焊时钎剂、钎料的选择与搭配，还介绍了施焊前如何对表面进行清理、准备以及焊后的清理与处理工作、注意事项等。 关键词 钎焊 铝合金 钎剂 钎料 1 铝及铝合金 1.1铝及铝合金钎焊的研究现状 铝合金具有密度小、强度高和耐腐蚀等优点，因而广泛应用于汽车、高速铁路车辆、航空航天和军事工业。由于它特有的物理、化学性能，其焊接过程中会遇到一系列困难，如氧化、焊缝热裂纹和气孔等。对于铝合金的焊接，传统的方法主要以熔化焊接为主，设备复杂，且对焊工的技术要求也比较严格。铝钎焊作为铝合金连接的重要方法，具有钎焊件变形小。尺寸精度高等优点，近年来在我国得到广泛的应用。铝及铝合金的钎焊技术近年来研究较多。随着新材料、新方法的不断出现，铝及铝合金的钎焊工艺也得到了快速的发展，其钎焊方法、钎料及钎剂都有很大的进步。 1.2 铝及铝合金的分类及性能 铝及铝合金可以分为工业纯铝、变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金是指经不同的压力加工方法制成的板、带、管、型、条等半成品材料；铸造铝合金以合金铸锭供应。变形铝合金又分为不能热处理强化的铝合金和能热处理强化的铝合金。 铝是一种轻金属，密度小，仅为3/7.2cm g ，约为铜或钢的3/1；具有优良的导电性、导热性，良好的耐蚀性以及优良的塑性和加工性能等。铝合金仍保持纯铝的密度小和耐蚀性好的特点，且力学性能比纯铝高得多。经热处理后铝合金的力学性能要求可以和钢铁材料相媲美。 1.3 铝及铝合金钎焊的问题 铝及铝合金的钎焊与其他合金相比比较难，是由于其表面有一层极为致密的氧化膜，这一层氧化膜的性能非常稳定，能够充分抵抗大气的腐蚀，又能在旧摸上随时生成新膜。铝及铝合金在焊接的时候需要破坏这一层膜，否则熔化的钎料不能与母材润湿；焊后又需要维持保护膜的完整，否则接头将产生严重的腐蚀。 铝能极缓慢地溶于中等浓度的硝酸，但在浓硝酸中是稳定的，硝酸的浓度越高越稳定。运输发烟硝酸的槽罐是用纯铝做的。铝的抗碱能力较弱，易溶于NaOH 、KOH 。 无缝药芯焊丝是铝铜钎焊连接的最新技术成果，是铝铜钎焊用料的升级换代产品。其主要成分由锌铝铜和无腐蚀性氟铝铯盐组成，其钎焊工艺性、接头机械性能和接头导电性均优于锌镉、锌锡铜钎料。 2 铝及铝合金的钎焊方法 铝及铝合金的钎焊可以采用火焰钎焊、盐浴钎焊和炉中钎焊等方法[1]。 火焰钎焊，其设备简单，燃气来源广，灵活性大，应用很广。主要用于钎焊小型焊件和单件生产。有多种火焰可以使用。有报道，我国与其他国家合作生产了一种介于液化气与氧乙炔之间的夏普气。这种气体火焰柔和，其强度介于液化