[發明專利]一種鋁合金熱交換器的可控氣氛保護無釬劑釬焊方法

在審

• 申請號: 201710075426.7
• 申請日: 2017-02-13
• 公開（公告）號: CN106984879A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 梅長興;劉浩;陸青松;韓琦;周孝俠;王凱
• 申請（專利權）人: 浙江銀輪機械股份有限公司
• 主分類號: B23K1/008
• 分類號: B23K1/008;B23K35/28;B23K101/14
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司33100
• 代理人: 沈孝敬

技術領域

本發明涉及鋁合金熱交換器，如油冷器、中冷器、水箱、電池冷卻器、冷凝器和蒸發器的釬焊方法，具體地說是一種鋁合金熱交換器在可控氣氛保護釬焊爐中進行無釬劑釬焊的方法。

背景技術

鋁合金熱交換器在汽車、家用空調等領域得到廣泛應用。由于其結構復雜，通常采用整體釬焊的方式完成產品的制造。爐中釬焊效率高，產品質量穩定，目前絕大多數熱交換器都采用爐中釬焊方法進行產品制造。目前爐中釬焊方法主要有兩種，一種為真空釬焊，另外一種為可控氣氛保護釬焊。

真空釬焊利用三級抽真空系統對釬焊爐膛進行抽真空，保證爐膛真空度低于3×10^-3Pa，釬焊時利用釬焊復合板中的Mg元素在高溫、高真空條件下的揮發去除鋁合金表面氧化膜，從而實現釬焊。因此真空釬焊對爐體密封性要求高，抽真空系統復雜，并且真空條件下利用輻射加熱，加熱速率低，釬焊時間長。

可控氣氛保護釬焊采用非氧化性氣體進行保護，在可控氣氛保護釬焊爐中進行釬焊。釬焊時采用對流與輻射復合加熱，并且無抽真空工序，解決了真空釬焊效率低的缺點。目前的可控氣氛保護釬焊普遍采用Nocolok釬劑，用于釬焊時去除鋁合金表面的氧化膜，保證釬焊過程的順利進行。可控氣氛Nocolok釬焊增加了噴釬劑工序，造成了粉塵污染問題。此外，Nocolok釬焊的產品內部有釬劑殘留，清潔度低，無法滿足某些熱交換器的高清潔度需求。并且Nocolok釬焊容易出現釬劑堵塞導致虛焊，該缺陷無法在產品制造過程中檢出，存在重大的質量隱患。

對此，最近提出了作為解決上述問題的釬焊方法的可控氣氛保護無釬劑釬焊。

在日本專利特開平09-085433號公報中，提到了一種在釬焊件外部覆蓋不銹鋼箱子，阻斷爐體氣氛與釬焊件的接觸，減少釬焊件外部氧化，進行非氧化性氣氛大氣壓下的無釬劑釬焊。

在日本專利特開2006-175500號公報中，提出了在爐內利用事先在釬焊爐內進行了加熱的擋風夾具來覆蓋釬焊件，以此改善了升溫速度的下降，并減少爐體氣氛與釬焊件的直接接觸。由于不銹鋼箱子需根據產品尺寸定做，在量產中存在箱子數目巨大，箱子存放成為問題，而不銹鋼擋風夾具雖可在爐子中循環使用，但爐子結構復雜。不銹鋼箱子和不銹鋼擋風夾具都存在降低釬焊件加熱速率的缺點。

在中國專利CN102089117B中，公開了一種釬料外層為低Si無Mg釬料層，釬料內層為高Si含Mg釬料層的5層復合鋁合金釬焊板，實現了角焊縫的100％釬焊，但釬焊油冷器產品時，由于產品結構復雜，加熱速率低，并且其外部與爐體氣氛直接接觸，釬焊時爐體氣氛中的殘留O₂不斷與釬料外層發生反應，導致釬料外層覆蓋的氧化膜大幅增厚，油冷器釬焊后外部釬縫質量差，需要采用油冷器外部刷釬劑的方法進行處理。雖然通過添加釬劑的辦法解決了該問題，但沒有實現完全無釬劑釬焊。并且釬劑熔化后流入油冷器內部，無法徹底解決油冷器清潔度問題。

在美國專利公開號US2015053751(A1)中，公開了一種無釬劑釬焊材料的表面處理方法。對無釬劑釬焊鋁合金的釬料層表面進行酸洗處理，去除鋁合金表面的氧化膜，重新生成一層更薄的氧化膜，并且保證Si顆粒裸露出來，破壞氧化膜的連續性，從而促進釬焊的進行。然而，為了使得Si顆粒裸露出來，需要腐蝕掉鋁合金表面3μm左右的鋁合金，酸洗液的消耗量非常大，增加了污水處理成本。同時酸洗的時間較長，效率不高。

發明內容

為解決上述問題，本發明采用以下技術方案：一種鋁合金熱交換器的可控氣氛保護無釬劑釬焊方法，由多個零件組裝成一個熱交換器，放入可控氣氛保護釬焊爐中進行釬焊，其特征在于：待釬焊的兩個相鄰零件中至少有一個零件采用帶釬料層的釬焊復合板制造，并經激光清洗除去表面的原始氧化膜；所述的釬焊復合板為5層結構，中心層為鋁合金芯層，兩側各分布有兩層釬料層，其中釬料內層Si含量為5％～20％，Mg含量為0.01％～3％，Bi含量為0.01％～0.50％，其余為不可避免的雜質和Al；釬料外層Si含量為0～14％，Mg含量＜0.05％，其余為不可避免的雜質和Al。

實現鋁合金釬焊的關鍵是釬料熔化時其表面氧化膜的去除。釬焊時的氧化膜厚度與爐體氣氛、加熱速率、釬焊板化學成分、釬焊板復合層厚度、釬焊板原始表面狀態、釬焊件結構等有關。