CN102059469B - 一种用于铜铝复合管的环保焊环的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种用于铜铝复合管的环保焊环的制备方法，先把合金材料的熔炼，浇铸成锡柱；然后挤压，挤压速度为4-5min/个锡柱，生产出带助焊剂芯的焊锡线；再通过大拉丝机和中拉丝机，将锡线的线径由10cm拉丝成符合制环需要的1.0cm-3.0cm的锡线；最后通过成环机，制得用于铜铝复合管的环保焊环。本发明的用于焊接铜铝复合管的环保焊环的制备方法具有工艺流程短，产品质量稳定，成品率高的特点，主要用于空调和制冷行业中，该焊环完全能够达到现今铜铝复合管的焊接要求，应用广泛。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊环的制备方法，尤其涉及一种用于焊接铜铝复合管的环保焊环的制备方法，主要用于空调和制冷行业中。
背景技术
过去制冷行业与空调行业焊接铜管一般采用铜磷合金焊环焊接，此焊环在焊接时工艺复杂，铜磷焊环熔点较高，焊接时还需另外涂覆专用助焊剂，大大增加了工艺步骤。现今，一种新型节能的材料铜铝复合管已经问世，其换热效率由于铜管，不管是抗拉强度、爆破压力、延伸率、扩口率、内表清洁度、压扁、弯曲、抗渗漏性能等指标完全满足行业标准，其价格也比铜管低廉，已经受到了诸多市场的青睐。
铜铝复合管的问世，其焊接工艺也发生了巨大变化，变化最大的也就是用锡焊环替换了熔点较高的铜磷焊环，锡焊环自带助焊剂，焊接工艺简单。简简单单的焊环也不能够满足铜铝复合管的焊接要求，由于铜的表面与空气长时间接触时会逐渐被氧化，因此，单单是将焊环和铜铝复合管及其部件进行加热而难以焊接。而使用带具有将焊环与铜铝复合管表面氧化物除去、增加锡液流动性、具有较宽工艺窗口、焊后拉伸强度和抗老化能力优异、焊后焊接处表面光滑、气孔较少、使熔化的焊环容易在铜铝复合管表面起润湿作用助焊剂的焊环是焊接此复合管的最优选择。
现有技术中焊接铜铝复合管的焊环一般都是用电子组装用焊锡线生产而成，此焊环的合金成分一般为Sn-0.7Cu,这种成分也是满足不了铜铝复合管的焊接要求，在焊环熔化后流动性方面，此合金在焊接时由于微观上合金晶粒粗大，宏观上表现为流动性较差，焊后表面不光滑；在焊后焊接处抗老化和拉力强度方面：由于铜铝复合管焊接后，中间的介质是具有一定压力的制冷液，故需保证铜铝复合管焊接后具有较好的抗老化性能和较强的拉升强度，但Sn-0.7Cu合金是最简单的焊环，在与铜铝复合管焊接时，二者之间形成了界面合金层而相互达到浸润，界面合金层的主要成分是Cu6Sn5合金。此合金并不稳定，它还会与复合管中的铜发生着比较缓慢的化学变化，Cu6Sn5合金慢慢不断扩大并进一步与铜反应生成较稳定的Cu3Sn合金层，随着扩散的进一步深入，界面合金层的界面合金不断增多而复合管的铜层变薄甚至全部被浸蚀，加之界面合金性脆，这使得随着时间的推移，焊接处的拉伸强度就远远不能够满足要求。复合管的铜层变薄，这会使复合管的耐压能力减弱甚至产生漏孔。因此研究一种能够达到铜铝复合管焊接要求的环保焊环，已成为急需解决的重大课题之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于焊接铜铝复合管的环保焊环的制备方法，主要用于空调和制冷行业中。
本发明的技术方案是：一种用于铜铝复合管的环保焊环的制备方法，按照下列步骤进行：
（1）合金材料的熔炼，浇铸成锡柱，所述锡柱由锡、铜、镍、铈和银组成；
（2）挤压：预热350T焊锡丝液压机，设定350T焊锡丝液压机前横鼻梁温度为70-80℃，模头温度为113-123℃，松香桶温度为130-150℃，待机器预热好后，将锡柱抹上适当的润滑油放于350T焊锡丝液压机的上料座上，将助焊剂保持温度在130-150℃温度下熔化，并将熔化后的助焊剂倒入350T焊锡丝液压机松香桶中，并保温于130-150℃，盖上松香桶盖；启动液压机，挤压速度为4-5min/个锡柱，生产出带助焊剂芯的焊锡线；
（3）拉丝：先采用大拉丝机预热，冷却切削液温度为60℃-70℃，将锡线的线径由10cm拉至5cm线径的锡线，再采用中拉丝机预热，冷却切削液温度为60℃-70℃，将直径为5cm的锡线进一步拉成符合制环需要的1.0cm-3.0cm的锡线；
（4）成环：将锡线依次通过制环机三个压线轮，最后把锡线送入制环机的送线口，启动制环机，变频速度为80-120次/min，制得用于铜铝复合管的环保焊环。
在本发明一个较佳实施例中，在所述的步骤（1）中先将10%-30%的锡投入坩埚中，加热升温至250℃-280℃，再向坩埚中加入2cm的水玻璃，分别取铜、银、镍、铈加入，于1200℃-1400℃冶炼，保持此温度1-2h，成为锡与上述元素的中间合金，然后经过降温，在350℃-400℃温度之间把中间合金浇铸成合金块以备用，最后将余下的锡放入熔炉中，升温至400℃，加入上述中间合金，搅拌20min，升温至浇铸温度450℃-480℃之间再搅拌20min，搅拌好后，保持上述浇铸温度进行浇铸，把合金液浇铸成锡柱。
在本发明一个较佳实施例中，在所述的步骤（2）中液压机挤压压力为140-190MPa，松香桶通入压力为2-3kg/cm2 的氮气。
在本发明一个较佳实施例中，在所述的步骤（4）中制得的焊环线体直径为1.0mm-3.0mm，焊环环体的直径为3.0mm-20.0mm。
本发明的有益效果在于：
1、本发明焊环合金中铜的加入，可改善其机械强度和延伸率，同时可以抑制铜铝复合管铜层向熔融焊锡液中大量渗透，改善其导热性能。镍的加入，能够使合金的晶粒细化，拉力强度就越大。较细的晶粒也增加了焊锡液的流动性能，焊后表面光滑。镍的加入能够抑制锡对铜铝复合管铜层的浸蚀和界面合金层的增大。这样就保证了焊接处有足够的拉力强度；降低了铜层变薄甚至完全被浸蚀的可能性，从而焊接后产品有着良好的气密性和耐压性，镍的加入还会抑制焊接后晶体的再结晶，大大提高焊接后的铜铝复合管的机械性能，提高了产品的可靠性。银的加入能够增加焊锡液的流动和润湿性，提高焊接的焊接强度和焊环的延伸率，提高焊接处的热疲乏能力和抗老化能力，也有助于阻止锡对铜铝复合管铜层的浸蚀，具有很好的耐热疲乏能力。
2、本发明的用于焊接铜铝复合管的环保焊环的制备方法具有工艺流程短，产品质量稳定，成品率高的特点，主要用于空调和制冷行业中，该焊环完全能够达到现今铜铝复合管的焊接要求，应用广泛。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1
焊环合金成份组成按重量百分比，分别为：
Cu：0.5%，Ni：0.06%，Ce0.04%，Ag：0.1%，Sn：99.3%。
制备方法：
（1）合金材料的熔炼，浇铸成锡柱；按照合金配比的要求，分别按10%-30%的锡投入坩埚中，加热升温至250℃-280℃之间；向坩埚中加入2cm的水玻璃，分别按比例取Cu、Ni、Ce、Ag加入，于1200℃-1400℃冶炼，保持此温度2h，成为锡与上述元素的中间合金，并在350℃-400℃温度之间把中间合金浇铸成合金块以备用；将余下的锡放入熔炉中，升温至400℃，加入上述中间合金，搅拌20min，升温至浇铸温度450℃-480℃之间再搅拌20min；搅拌好后，保持上述浇铸温度进行浇铸，把合金液浇铸成锡柱。
（2）挤压：预热350T焊锡丝液压机，设定350T焊锡丝液压机前横鼻梁温度为70-80℃，模头温度为113-123℃，松香桶温度为130-150℃；待机器预热好后，将锡柱抹上适当的润滑油放于350T焊锡丝液压机的上料座上，将助焊剂保持温度在130-150℃温度下熔化，并将熔化后的助焊剂倒入350T焊锡丝液压机松香桶中，并保温130-150℃，盖上松香桶盖；启动液压机，挤压速度为4-5min/个锡柱，生产出带助焊剂芯的焊锡线；
（3）拉丝：先采用大拉丝机预热，冷却切削液温度为60℃-70℃，将锡线的线径由10cm拉至5cm线径的锡线，再采用中拉丝机预热，冷却切削液温度为60℃-70℃，将直径为5cm的锡线进一步拉成符合制环需要的2.0cm的锡线。
（4）成环：将锡线依次通过制环机三个压线轮，最后把锡线送入制环机的送线口，启动制环机，变频速度为110次/min，制得用于铜铝复合管的环保焊环，焊环线体直径为2.0mm，焊环环体的直径为15mm。
实施例2
焊环合金成份组成按重量百分比，分别为：
Cu：0.6%，Ni：0.05%，Ce0.1%，Ag：0.4%，Sn：98.85%。
制备方法：
（1）合金材料的熔炼，浇铸成锡柱；按照合金配比的要求，分别按10%-30%的锡投入坩埚中，加热升温至250℃-280℃之间；向坩埚中加入2cm的水玻璃，分别按比例取Cu、Ni、Ce、Ag加入，于1200℃-1400℃冶炼，保持此温度2h，成为锡与上述元素的中间合金，并在350℃-400℃温度之间把中间合金浇铸成合金块以备用；将余下的锡放入熔炉中，升温至400℃，加入上述中间合金，搅拌20min，升温至浇铸温度450℃-480℃之间再搅拌20min；搅拌好后，保持上述浇铸温度进行浇铸，把合金液浇铸成锡柱。
（2）挤压：预热350T焊锡丝液压机，设定350T焊锡丝液压机前横鼻梁温度为70-80℃，模头温度为113-123℃，松香桶温度为130-150℃；待机器预热好后，将锡柱抹上适当的润滑油放于350T焊锡丝液压机的上料座上，将助焊剂保持温度在130-150℃温度下熔化，并将熔化后的助焊剂倒入350T焊锡丝液压机松香桶中，并保温130-150℃，盖上松香桶盖；启动液压机，挤压速度为4-5min/个锡柱，生产出带助焊剂芯的焊锡线；
（3）拉丝：先采用大拉丝机预热，冷却切削液温度为60℃-70℃，将锡线的线径由10cm拉至5cm线径的锡线，再采用中拉丝机预热，冷却切削液温度为60℃-70℃，将直径为5cm的锡线进一步拉成符合制环需要的3.0cm的锡线。
（4）成环：将锡线依次通过制环机三个压线轮，最后把锡线送入制环机的送线口，启动制环机，变频速度为120次/min，制得用于铜铝复合管的环保焊环，焊环线体直径为3.0mm，焊环环体的直径为20mm。
[0021 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种用于铜铝复合管的环保焊环的制备方法，其特征在于：按照下列步骤进行：
（1）合金材料的熔炼，浇铸成锡柱，所述锡柱由锡、铜、镍、铈和银组成；
（2）挤压：预热350T焊锡丝液压机，设定350T焊锡丝液压机前横鼻梁温度为70-80℃，模头温度为113-123℃，松香桶温度为130-150℃，待机器预热好后，将锡柱抹上适当的润滑油放于350T焊锡丝液压机的上料座上，将助焊剂保持温度在130-150℃温度下熔化，并将熔化后的助焊剂倒入350T焊锡丝液压机松香桶中，并保温于130-150℃，盖上松香桶盖；启动液压机，挤压速度为4-5min/个锡柱，生产出带助焊剂芯的焊锡线；
（3）拉丝：先采用大拉丝机预热，冷却切削液温度为60℃-70℃，将锡线的线径由10cm拉至5cm线径的锡线，再采用中拉丝机预热，冷却切削液温度为60℃-70℃，将直径为5cm的锡线进一步拉成符合制环需要的1.0cm-3.0cm的锡线；
（4）成环：将锡线依次通过制环机三个压线轮，最后把锡线送入制环机的送线口，启动制环机，变频速度为80-120次/min，制得用于铜铝复合管的环保焊环。
2.根据权利要求1所述的一种用于铜铝复合管的环保焊环的制备方法，其特征在于:在所述的步骤（1）中先将10%-30%的锡投入坩埚中，加热升温至250℃-280℃，再向坩埚中加入2cm的水玻璃，分别取铜、银、镍、铈加入，于1200℃-1400℃冶炼，保持此温度1-2h，成为锡与上述元素的中间合金，然后经过降温，在350℃-400℃温度之间把中间合金浇铸成合金块以备用，最后将余下的锡放入熔炉中，升温至400℃，加入上述中间合金，搅拌20min，升温至浇铸温度450℃-480℃之间再搅拌20min，搅拌好后，保持上述浇铸温度进行浇铸，把合金液浇铸成锡柱。
3.根据权利要求1所述的一种用于铜铝复合管的环保焊环的制备方法，其特征在于:在所述的步骤（2）中液压机挤压压力为140-190MPa，松香桶通入压力为2-3kg/cm2 的氮气。
4.根据权利要求1所述的一种用于铜铝复合管的环保焊环的制备方法，其特征在于: 在所述的步骤（4）中制得的焊环线体直径为1.0mm-3.0mm，焊环环体的直径为3.0mm-20.0mm。
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