CN100462187C - 一种空气炉中铝钎焊用的硬钎剂 - Google Patents

Abstract

本发明一种空气炉中铝钎焊用的硬钎剂，涉及一种在炉中进行钎焊的钎剂。各组合成分按重量的份额是：HJ201#钎剂40-50份；纯水30-50份；LiCl5-10份；KCl 1-5份；ZnCl₂1-5份；NaF 8-15份。利用NaF对铝制品及铝钎料表面进行除氧化膜；LiCl、KCl、ZnCl₂在高温下也可去除氧化膜，同时可降低钎剂熔点，LiCl、KCl、ZnCl₂对铝材有轻微腐蚀，从而形成沟槽；利于钎剂在高温下的润湿和铺展，钎剂在自身的重力和毛细作用下对焊缝进行填充，并形成固熔体，经冷却结晶形成焊缝。本钎剂的价格便宜，焊接的产品几乎无虚焊，焊缝细、强度高、韧性好，焊接牢固；焊接后残渣容易清洗去除干净。

Description

一种空气炉中铝钎焊用的硬钎剂

技术领域

本发明涉及一种在炉中进行钎焊的钎剂。

技术背景

近年来，国内外铝钎焊的应用越来越广。传统的空气炉中钎焊因加热速度低，在空气中加热时工件容易氧化，尤其在钎焊温度高时更为显著，不利于钎剂去除氧化物，难以保证钎焊质量，故应用受到限制，已逐渐为保护气氛钎焊和真空钎焊所取代。但是，保护气氛钎焊和真空钎焊的设备复杂，设备占用空间大，投资大。因此，生产普通生活用品的人们出于生产成本的考虑，仍然希望通过改进铝钎焊用的钎剂，提高空气炉中钎焊的铝质产品质量。目前，空气炉中铝钎焊用的硬钎剂受到好评的有美国焊材与焊剂公司(American Solder&Flux Co.，InC.)生产的AMCO105钎剂、安徽省铜陵市雄狮焊材有限公司生产的HJ201#钎剂和江苏省如东县盛泉焊接材料有限公司生产的盛泉焊材牌焊粉。使用美国AMCO105钎剂的铝钎焊质量优于使用HJ201#钎剂的铝钎焊质量，而美国AMCO105钎剂的价格远高于HJ201#钎剂的价格。这两种钎剂共同存在的缺点是：由于在空气炉中加热时钎料无法流动，进行大面积的铝钎焊会呈现虚焊。盛泉焊材牌焊粉的优点是不会产生虚焊，焊接质量良好；但缺点是残渣固化在工件上无法用清洗方式去除。

发明内容

本发明旨在提供一种价格便宜、不会产生虚焊、焊接质量良好且可用清洗方式去除残渣的空气炉中铝钎焊用的硬钎剂。

本发明的技术方案是在现有的HJ201#钎剂中添加纯水及金属卤化物LiCl、KCl、ZnCl₂和NaF。各组合成分按重量的份额是：

HJ201#钎剂        40-50份；

纯水              30-50份；

LiCl              5-10份；

KCl               1-5份；

ZnCl₂             1-5份；

NaF               8-15份。

利用NaF对铝制品及铝钎料表面进行除氧化膜；LiCl、KCl、ZnCl₂在高温下也可去除氧化膜，同时可降低钎剂熔点。LiCl、KCl、ZnCl₂对铝材有轻微腐蚀，从而形成沟槽；利于钎剂在高温下的润湿和铺展，钎剂在自身的重力和毛细作用下对焊缝进行填充，并形成固熔体，经冷却结晶形成焊缝。

所述的各组合成分采用工业级原料。

本发明空气炉中铝钎焊用的硬钎剂，去除铝材表面氧化膜能力强，流动性好，对母材腐蚀作用小。使用本钎剂焊接的产品，焊缝细、强度高、韧性好，焊接牢固；将产品加热至400℃后立即放置于0℃冰水中亦不会开裂，极限冷热冲击测试可达500℃左右，比同类的美国AMCO105钎剂好。而美国AMCO105钎剂在500℃左右做冷热冲击时即发生高比例开裂。使用本钎剂焊接铝锅和铝制电热管时，导热效果好，比同类的美国AMCO105钎剂导热速度快且导热均匀性好。焊接后残渣容易清洗去除干净。使用本钎剂焊接几乎无虚焊，一次性良品率达98％以上。本钎剂的一个显著优点在于原材料相当便宜，制作简单，本钎剂制成品的价格不足美国AMCO105价格的三分之一。适用于大批量生产，生产效率高。

具体实施方式

下面结合四个实施例说明本发明空气炉中铝钎焊用的硬钎剂在HJ201#钎剂中添加的各种组合成分的作用。

实施例一

本发明空气炉中铝钎焊用的硬钎剂的第一个实施例，氟化钠的含量高，去氧化膜能力强而且对母材无腐蚀作用；钎剂的流动性好，抗虚焊能力强。它的各组合成分采用工业级原料，按重量的份额是：

HJ201#钎剂       50份；

纯水             50份；

LiCl             5份；

KCl              2份；

ZnCl₂            2份；

NaF              15份。

氟化钠(NaF)在高温下与大多数金属氧化物起反应，作为钎剂中的清洗成分来使用；氟化钠(NaF)去氧化膜效果好，而且对母材无腐蚀作用，其加入量越多钎剂的流动性越好，因此有利于钎剂的毛细管作用。使用本实施例焊接后焊缝较粗，焊渣较易于清洗，但焊缝的强度下降。

实施例二

本发明空气炉中铝钎焊用的硬钎剂的第二个实施例，氯化物的含量高，去氧化膜能力强，流动性好，钎剂的熔点低。它的各组合成分采用工业级原料，按重量的份额是：

HJ201#钎剂         48份；

纯水               45份；

LiCl               10份；

KCl                1份；

ZnCl₂              5份；

NaF                8份。

氯化物发生作用的方式类似于氟化物，但有效温度范围较低。氯化物去氧化膜能力强，流动性好，但对母材的腐蚀作用大，钎焊后必须彻底清除其残渣；氯化物可以在较低的温度下熔化并且降低钎剂的熔点。使用本实施例焊接后焊缝较细，焊缝的强度好，但焊渣的清洗较前一实施例难一点。由于母材腐蚀严重，必须谨慎使用。

实施例三

本发明空气炉中铝钎焊用的硬钎剂的第三个实施例，钎剂的浓度高即纯水的含量低，适用于前处理未处理好的工件。它的各组合成分采用工业级原料，按重量的份额是：

HJ201#钎剂      40份；

纯水            30份；

LiCl            6份；

KCl             2份；

ZnCl₂           2份；

NaF             9份。

前处理未处理好的工件，钎剂在其上的润湿性较差，应适当提高钎剂的浓度。配成浓度为50％-75％的稠溶液。使用本实施例焊接后焊缝较细，焊渣较易于清洗，焊缝的强度好。

实施例四

本发明空气炉中铝钎焊用的硬钎剂的第四个实施例，氯化钾(KCl)用量较多，相比第二个实施例氯化锂(LiCl)的用量减少，可降低对母材的腐蚀。它的各组合成分采用工业级原料，按重量的份额是：

上海201钎剂    45份；

纯水           42份；

LiCl           7份；

KCl            5份；

ZnCl₂          1份；

NaF            9份。

使用本实施例焊接后焊缝适中，焊缝的强度好，焊渣的清洗较第二个实施例容易一点，但焊接后焊渣会多一些。氯化锌(ZnCl₂)的含量多少对钎剂的流动性影响很大，本实施例由于氯化锌(ZnCl₂)较少，钎剂的流动性较第二个实施例要差一些，个别情况时焊接后会出现点状或线状虚焊。

下面用空气炉中将铝板或铝锅上钎焊铝制电热管的钎焊工艺过程，说明本发明空气炉中铝钎焊用的硬钎剂之使用方法。

1.工件表面前处理

铝及铝合金的钎焊对工件表面的清结有较高的要求。要获得良好的质量，必须在钎焊前去除表面的油污和氧化膜。去除铝板或铝锅上及铝制电热管表面的油污可用温度为60～70℃的Na₂CO₃水溶液清洗5～10分钟，再用清水漂净；去除铝板或铝锅上及铝制电热管表面的氧化膜可用温度为20～40℃的NaOH水溶液浸蚀2～4分钟，再用热水洗净；去除表面油污和氧化膜后的上述工件，再用HNO₃水溶液光泽处理2～5分钟，再在流水中洗净并最后风干。经过处理后的上述工件勿用手摸或沾染其它污物，并在6～8小时内进行钎焊，在可能的条件下最好立即钎焊。

2.钎焊方法及条件

将钎剂涂于铝板、铝锅等经过前处理的工件表面钎焊处使之成膜状态。再在铝板、铝锅等工件表面钎焊处放上钎料(如铝片)及铝制电热管，送进空气炉进行炉中焊接，炉温参数要求为550℃～650℃，钎焊时间为3～5分钟。

3.工件钎焊后处理

工件钎焊后，在工件的焊缝处会留有钎焊过程中留下的焊渣。该焊渣要清除，否则会影响接头的耐蚀性。经冷却后的产品，投入到铝浸蚀剂中进行除渣，然后用清水除去铝浸蚀剂；再经还原处理，最后经冷的清水和热的清水各洗一次，这样焊渣即可除去，整个清洗过程只需几分钟。对于较难去除的焊渣，可适当延长除渣时间即可获得满意的效果。

上述钎焊工艺过程也可用于空气炉中其它铝合金制件之钎焊。

以上所述，仅为本发明较佳实施例，不以此限定本发明实施的范围，依本发明的技术方案及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应属于本发明涵盖的范围。

Claims (2)

1.一种空气炉中铝钎焊用的硬钎剂，包含HJ201#钎剂，其特征在于：还包含有纯水及金属卤化物LiCl、KCl、ZnCl₂和NaF；各组合成分按重量的份额是：

HJ201#钎剂                40-50份；

纯水                      30-50份；

LiCl                      5-10份；

KCl                       1-5份；

ZnCl₂                     1-5份；

NaF                       8-15份。

2.根据权利要求1所述的一种空气炉中铝钎焊用的硬钎剂，其特征在于：所述的各组合成分采用工业级原料。