[發明專利]鋼與鋁的釬焊方法和用該方法獲得的碳鋼管與鋁片的組件

在審

• 申請號: 202010449384.0
• 申請日: 2020-05-25
• 公開（公告）號: CN113714582A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 俞邁
• 申請（專利權）人: 俞邁
• 主分類號: B23K1/008
• 分類號: B23K1/008;B23K1/19;B23K1/20;B23K101/14;B23K103/20
• 代理公司: 北京金知睿知識產權代理事務所(普通合伙) 11379
• 代理人: 蔡民軍;劉思達

本發明涉及鋼與鋁的釬焊方法和用該方法獲得的碳鋼管與鋁片的組件。鋼件與鋁件的釬焊方法包括：使鋼件和鋁件相互定位；在所述鋼件和/或鋁件的待焊區域和所述區域以外鋼件的至少一部分表面施加鋁基釬料；和將施加了鋁基釬料的所述鋼件和鋁件在保護條件下進行釬焊，釬焊溫度為600℃～660℃，在釬焊的同時在所述鋼件的表面形成鋁覆層。

技術領域

本發明涉及換熱設備技術領域，尤其涉及鋼與鋁的釬焊方法和用該方法獲得的碳鋼管與鋁片的組件。

背景技術

在翅片管型換熱器的生產過程中，經常采用焊接工藝對翅片和管件進行焊接組合。通常焊接是在同種金屬之間進行，當翅片與管件由不同種類的金屬制成時，可能要對管件進行酸洗、脫油等處理并在其表面鍍上一層與翅片材質相同的金屬鍍層，之后才能進行焊接處理。這種施加金屬鍍層的工藝包括傳統的熱浸鋅/鋁工藝等。熱浸鋅/鋁工藝是將管件在除銹后浸入在600℃左右溫度下融化的鋅/鋁液中，使構件表面附著一定厚度的鋅鍍層/鋁鍍層，從而起到防腐蝕的作用。熱浸鋅/鋁工藝因生產工業化程度較好而被廣泛應用于換熱器的生產過程中。然而，利用熱浸鋅/鋁工藝形成的金屬鍍層容易出現凹凸不平的情況，在翅片管表面也容易殘留鍍液，影響換熱效果并難于清理。在一些使用環境較為嚴酷的環境中，這種換熱器的使用壽命和耐腐蝕程度都很難滿足使用要求。此外，熱浸鋅/鋁工藝自身也存在嚴重的環境污染問題，不符合當前社會對環保越來越高的要求。

因此，行業內存在對換熱設備的生產過程進行改進以在提高產品質量的同時簡化工藝、降低對環境影響等需求。

發明內容

本發明旨在提供一種至少能解決上述部分技術問題的鋼與鋁的釬焊方法。

本發明還旨在提供一種用上述改進的釬焊方法獲得的碳鋼管與鋁片的組件。

根據本發明的一個方面，提供了一種鋼與鋁的釬焊方法，包括：使鋼件和鋁件相互定位；在所述鋼件和/或鋁件的待焊區域和所述區域以外鋼件的至少一部分表面施加鋁基釬料；和將施加了鋁基釬料的所述鋼件和鋁件在保護條件下進行釬焊，釬焊溫度為600℃～660℃，在釬焊的同時在所述鋼件的表面形成鋁覆層。

根據本發明的釬焊方法，在鋼件表面形成鋁覆層的過程和鋼件與鋁件的釬焊過程同時完成，無需對鋼件額外執行鍍金屬的工藝，省去了鍍金屬工藝中例如酸洗、脫油、清潔等步驟，對鋼與鋁的接合工藝進行了簡化，也不會環境造成破壞。此外，所形成的鋁覆層光潔且具有良好的光澤度，鋁覆層與鋁件的銜接自然平滑，所形成的釬焊組件從外觀上具有良好的統一性。以本發明的釬焊方法制成的換熱器具有良好的換熱效率，相較于傳統的鍍金屬以及焊接的換熱器可以提高15％的換熱效率。

在一些實施例中，所述鋼件為橫截面成橢圓形的鋼管，在所述鋼件和/或鋁件的待焊區域和所述區域以外鋼件的至少一部分表面施加鋁基釬料包括：向水平設置的鋼管頂部施加所述鋁基釬料，其中所述鋼管的長軸豎向布置而短軸水平布置。由于鋼管水平設置，且橢圓形橫截面的長軸豎向布置，施加在鋼管上的鋁基釬料在融化后可以在重力作用下沿鋼管表面自然蔓延并均勻包圍鋼管。

在一些實施例中，所述保護條件包括以下之一：惰性氣體構成的保護氣氛；惰性氣體與氫氣組成的保護氣氛；惰性氣體與氫氣和一氧化碳組成的保護氣氛；真空條件。

在一些實施例中，所述惰性氣體與氫氣組成的保護氣氛按體積百分比包括95％～98％的惰性氣體以及2％～5％的氫氣。

在一些實施例中，所述惰性氣體為99.99999％的高純惰性氣體，例如99.99999％的高純氮氣或99.99999％的高純氬氣。

在一些實施例中，還包括：在釬焊之前對涂覆有鋁基釬料的所述待焊的組件進行烘干，烘干溫度為200℃～300℃。

在一些實施例中，所述鋁基釬料按重量百分比包括50％～60％的硅鋁混合物、7％～13％的氟鋁酸鉀、31.5％～34.5％的丙二醇，以及1.5％～2.5％的活性劑。