[發明專利]對鋁進行無釬劑釬焊的方法以及用于該方法的釬焊板

無效

• 申請號: 200980144443.5
• 申請日: 2009-11-04
• 公開（公告）號: CN102209629A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 阿德里安魯斯·雅各布斯·維滕布魯德
• 申請（專利權）人: 阿勒里斯鋁業科布倫茨有限公司
• 主分類號: B32B15/01
• 分類號: B32B15/01;B23K35/28;B23K35/38;B23K35/02
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 張淑珍;王維玉

技術領域

本發明涉及在受控氣氛(controlled?atmosphere)中，不使用釬焊釬劑材料對鋁合金進行釬焊的方法，還涉及鋁-硅填充合金(filler?alloy)在受控氣氛釬焊方法中的用途。

背景技術

在工業規模的換熱器生產中，使用了多種釬焊工藝。

真空釬焊在相對低的氣氛壓力下(約1×10^-5mbar以下)進行，它是一種實質上不連續的方法，對材料清潔度的要求高。為了獲得發生接合(joining)的最佳條件，常用于真空釬焊的鋁合金中有目的地添加有1％以上的Mg。當Mg在釬焊過程中從釬焊板蒸發出來時，Mg破壞了填充合金堅硬的氧化膜；進一步而言，蒸發出來的Mg起到吸氣劑(getter)的作用，除去留在釬焊爐內的氧和水分。所述爐內總是存在有超出所需的鎂。過量的鎂在真空爐內的冷點冷凝，不得不將其頻繁地除去。對合適設備的資本投資相對較高。

NOCOLOK^TM(Alcan的注冊商標)釬劑釬焊已被許多換熱器制造商用作對汽車換熱器進行釬焊的主要釬焊方法。由NOCOLOK方法產生的主要問題是釬劑成本、釬劑處理以及釬劑對爐造成的損傷。而且，在復雜形狀的組件中，釬焊之前，在組件內部施用非腐蝕性的釬焊釬劑經常被認為極其困難且問題繁多。因此，大多數換熱器制造商一直在設法降低釬劑的消耗。

另一種釬焊方法是不使用釬焊釬劑的受控氣氛釬焊(“CAB”)，這種方法特別用于將很難焊接的換熱器內表面通過釬焊進行接合。

歐洲專利文件EP-1430988-A中公開了以下內容：對于這種不使用釬焊釬劑的CAB方法而言，所用的釬焊板產品(brazing?sheet?product)至少在除了填充合金層之外的、構成釬焊板的層中含有Mg，芯合金(core?alloy)通常含有0.05％-1.0wt％范圍的Mg。在芯合金和填充合金之間存在防擴散層，如不含Mg的AA3003系列鋁合金。

歐洲專利文件EP-1306207-B1公開了另一種在非活性氣體氣氛中進行的無釬劑釬焊方法，所述非活性氣體氣氛含有至多1000ppm、優選至多500ppm的極低含量的氧。此外，該專利文件公開了一種釬焊板產品，其包含：作為中間層的鋁芯合金，該鋁芯合金的一面或兩面包覆有含0.1％-5％Mg和0.01％-0.5％Bi的Al-Si合金釬焊合金；另外的金屬層，該金屬層位于Al-Si合金釬焊合金的外表面。該專利文件還公開了以下內容：在釬焊操作中，所述中間層中的釬焊材料由于釬焊時溫度升高而發生熔化，但釬焊材料的表面不發生氧化，因為該表面被保持固態的金屬薄層覆蓋。

歐洲專利文件EP-1430988-A1在第[0015]段公開了在另一種被稱為VAW法的非活性氣氛(inert?atmosphere)釬焊法中，不使用釬劑。在該方法中，通過將微量的Bi、Sb、Ba、Sr、Be等添加到填充合金中，在釬焊加熱前通過堿蝕刻或酸蝕刻破壞并除去填充合金表面上的氧化膜，從而使得在非活性氣氛中進行釬焊。然而，在該方法中，氣氛必須嚴格控制為-65℃以下的露點以及5ppm以下的氧濃度。此外，有必要對材料進行預處理，并且有必要對氣氛進行嚴格控制，還明確指出該方法在實際應用方面并不適合。在該文件中，既沒有公開關于釬焊方法本身的細節，也沒有公開填充合金的確切組成。

美國專利號US-4,908,184公開了一種用于釬焊的高強度、抗腐蝕的芯合金，所述芯合金由以下物質組成：0.5％-1.0％Cu；0.1％-0.5％Mg；0.2％-1.0％Si；以及Zr、Cr和Mn中的一種或多種，每種的量為0.05％-0.5％；余量為鋁和不可避免的雜質；其中，所述Si/Mg的重量比為1-2.5。任選地，可添加0.05％-0.5％的Ni。可施用于所述芯合金的填充金屬包括Al-Si合金、Al-Si-Bi合金、Al-Si-Mg合金、Al-Si-Mg-Bi合金。

歐洲專利文件EP-1686343-A2公開了一種換熱器，所述換熱器包含：i)具有三層包覆材料的散熱片材料(fin?material)；ii)具有富Zn表面的鋁合金管；二者已經用由Al-Si合金組成的釬焊材料彼此釬焊，所述Al-Si合金含有6.5％-13.0％Si、0.15％-0.60％Cu和任選的0.05％-0.30％Mn。