[發明專利]一種銅鋁管無釬劑釬焊方法

無效

• 申請號: 201210070224.0
• 申請日: 2012-03-16
• 公開（公告）號: CN102581414A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 李明雨;肖勇;馬鑫
• 申請（專利權）人: 李明雨;深圳市億鋮達工業有限公司
• 主分類號: B23K1/06
• 分類號: B23K1/06;B23K1/20;B23K101/06;B23K103/18
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所 44248
• 代理人: 胡吉科

技術領域

本發明涉及一種金屬材料間的釬焊方法，尤其是一種銅鋁管間無釬劑釬焊的方法。

背景技術

銅鋁管的連接技術在制冷行業被廣泛應用。采用鋁管替代銅管作為換熱器內部管道、連接管、循環系統管道的主材料，不僅可以減少設備重量，還能大幅度的降低產品成本。正因為如此，薄壁銅鋁管連接技術的開發一直以來都是制冷行業關注的熱點。

銅鋁管接頭的技術指標包括：接頭強度、耐腐蝕能力以及氣密性，而影響這些技術指標的因素主要有：接頭溶合線長度，接頭內應力、接頭雜質和氣孔含量、以及接頭組織的構成與分布。由于銅鋁異質金屬連接時存在一系列難點，如：銅與鋁的物理性能（熔點、熱導率、線膨脹系數、熔化熱等）差異較大，直接焊接時容易在焊縫中殘存較大的內應力；此外，銅鋁之間容易形成層狀的脆性金屬見化合物，該化合物將對銅鋁管接頭的接頭強度、耐疲勞性、以及可塑性等造成重要影響；再者，鋁材表面存在的致密氧化鋁薄膜對母材表面的潤濕產生了很大阻礙作用。因此，緩解異質母材間物理性能的差異，減少層狀脆性金屬間化合物的形成，以盡可能的促進母材表面的潤濕并增加熔合線的長度是獲得優質銅鋁焊接接頭的關鍵。

目前生產上常用的銅鋁管連接方式主要為固相焊和釬焊。其中，銅鋁管的固相連接方法主要包括有摩擦對焊、電阻焊以及儲能焊三種，由于是銅與鋁的直接結合，因此通過這些方式制備的銅鋁接頭都有著一定厚度的脆性金屬間化合物（IMC）并殘存有較大內應力；這些方法在實施過程中均需要對母材施加較大的頂鍛壓力，并進行劇烈的相互摩擦或放電以使母材局部熔化，因此該類方法不適合于超薄銅鋁管（如管壁厚度低于0.5mm）的連接；再者，通過固相焊的方法很難獲得有較長熔合線的銅鋁管接頭（一般小于5mm）。

相比固相焊，釬焊在異種材料的連接中要更為普遍。與熔焊和固相焊相比，釬焊中釬料的使用緩解了異質母材間物理性能的差異，增強了接頭的耐疲勞載荷能力；此外，釬焊還具有對復雜工件的適應性強，接頭密封性好，溶蝕母材能力弱，在線生產能力強等眾多優點。然而釬焊也有著較為突出的劣勢，那就是必須使用釬劑。當通過釬焊的方法來制備銅鋁管接頭時，釬劑的使用一方面容易在焊縫內產生氣孔和夾雜，從而極大地降低接頭的耐腐蝕能力；另一方面還容易造成從焊縫中溢出的釬料在管壁上粘接，使得焊后除渣困難。此外，在有釬劑釬焊中，焊縫在升溫的過程中一旦溫度達到釬劑的活化溫度，母材表面便被釬料所潤濕，從而增加了釬料與母材的反應時間，釬料與母材間較長的反應時間，一方面將造成母材的過度溶蝕，從而不利于薄壁銅鋁管接頭的制備；另一方面還易滋生較厚的脆性金屬間化合物，從而導致較差的接頭可靠性。

中國專利申請CN102151930A異質金屬材料間的釬焊方法，公開了一種通過超聲振動輔助實現異種金屬管材或棒材的無釬劑釬焊方法，該專利申請對超聲輔助銅鋁管無釬劑釬焊的原理、接頭形狀、卡具以及相關技術指標等作了詳細說明。但通過進一步的研究發現，采用該發明方法所制備的銅鋁管焊接接頭熔合線較短、焊接成功率低等缺點，而且該方法不適用于超長管以及非直管接頭的焊接。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種銅鋁管無釬劑釬方法，采用本發明方法可獲得較長熔合線銅鋁管焊接接頭。

本發明采用的技術方案是：一種銅鋁管無釬劑釬焊方法，所述銅、鋁管均包括需焊接的直管段，所述釬焊方法包括釬焊預置接頭的準備步驟和超聲振動輔助釬焊步驟，所述釬焊預置接頭的準備步驟包括以下分步驟：

A1、將所述銅、鋁管任意一支的直管段作為第一焊接管，采用熱脹法將其一端擴成承插口，另一支的直管段作為第二焊接管；所述承插口包括承插直管部和承口過渡部，所述承插直管部的內徑比第二焊接管的外徑大50-800μm，承插直管部的深度為5-20mm；

A2、采用沖壓成型方法將釬料合金片制成釬料薄管，所述釬料薄管的內徑比第二焊接管外徑小0-50μm，釬料薄管的管壁厚度比所述第一焊接管承插直管部內徑與第二焊接管外徑差值的一半大0-50μm，釬料薄管的長度比所述承插直管部的深度大1-10mm；

A3、將所述釬料薄管放置于第一焊接管的承插直管部內，隨后將第二焊接管的一端插入釬料薄管內使其端口緊抵第一焊接管的承口過渡部，所述第一焊接管的承插直管部與釬料薄管、釬料薄管與第二焊接管之間形成緊密配合，得到釬焊預置接頭；

????所述超聲輔助釬焊步驟包括以下分步驟：