CN102441743B

CN102441743B - 一种铜铝合金复合管专用焊环

Info

Publication number: CN102441743B
Application number: CN 201110176124
Authority: CN
Inventors: 梁力强; 何锡坚; 梁洁明; 范晶波
Original assignee: TAISHAN LICHUANG ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: TAISHAN LICHUANG ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2011-06-28
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2031-06-28
Also published as: CN102441743A

Abstract

本发明揭示了一种铜铝合金复合管专用焊环，所述的焊环中各成分及重量百分比为：Sb1％-20％、Cu0％-5％、Ni0％-6％、Ag0％-5％、Ce0％-2％，余量为Sn及不可避免杂质。本发明的铜铝合金复合管专用焊环具有焊接后拉伸强度和抗老化能力优异、焊后焊接处表面光滑、气孔较少的特点，完全能够达到现今铜铝复合管的焊接要求，主要用于空调和制冷行业中。

Description

一种铜铝合金复合管专用焊环

技术领域

本发明涉及一种焊环，尤其涉及一种铜铝合金复合管专用焊环。

背景技术

近十几年来，随着空调、汽车、制冷行业的迅速发展，一种新型节能材料-铜铝合金复合管已经发展起来，与铜管相比，其换热效率好，而且抗拉强度、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，其价格也相对铜管比较低廉，因此，这种铜铝合金复合管被越来越广泛采用。

随着铜铝合金复合管的应用和发展，过去制冷、空调行业用于焊接铜管中经常使用的铜磷焊环已经不能满足铜铝合金复合管的焊接要求而逐渐被锡焊环替代，与铜磷焊环相比，锡焊环熔点较低，焊接工艺简单，并且锡焊环自带助焊剂。由于铜的表面与空气长时间接触时会逐渐被氧化，因此，单是简单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合金复合管表面氧化物除去、增强锡液流动性、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锡焊环是焊接此类铜铝合金复合管的最佳选择。

现有技术中，铜铝合金复合管焊接中使用的锡焊环一般都是采用电子组装，焊锡线生产而成。这种锡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；在焊接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专用焊环，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流动性好、抗老化性能和拉升性能好的铜铝合金复合管专用焊环。

本发明的技术方案是：一种铜铝合金复合管专用焊环，所述的焊环中各成分及重量百分比为：Sb 1％-20％、Cu 0％-5％、Ni 0％-6％、Ag 0％-5％、Ce 0％-2％，余量为Sn及不可避免杂质。

优选的，所述的焊环中各成分及较佳重量百分比为：Sb 1％-5％、Cu 0％-1％、Ni 0％-0.05％、Ag 0％-0.1％、Ce 0％-0.01％，余量为Sn及不可避免杂质。

优选的，所述的焊环中各成分及最佳重量百分比为：Sb 4％、Cu 0.5％、Ni 0.03％、Ag0.05％、Ce 0.006％，余量为Sn及不可避免杂质。

优选的，所述的焊环环体为圆环圈状或扁圆环圈状。

优选的，所述的焊环线体直径为1.0mm-4.0mm，环体直径为3.0mm-25.0mm。

本发明的的铜铝合金复合管专用焊环在现有锡焊环的基础上加入了Cu、Sb、Ni、Ag、Ce等合金元素，使得铜铝合金复合管专用焊环的流动性、机械强度、抗老化能力和拉伸性能得到了全面的提升。其中，所加入的各个合金元素起到的具体作用为：

1、Cu：改善其机械强度和延伸率，同时可以抑制铜铝合金复合管铜层向熔融焊锡液中大量渗透，改善其导热性能。

2、Sb：增加焊料与母材的亲和力，使焊接后具有良好的机械强度，同时也增加了焊料的硬度，便于制环工序。

2、Ni：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；抑制锡对铜铝合金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；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。

3、Ag：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。

4、Ce：可以增加焊料的抗氧化性能，使焊料在焊接时不易氧化而提高了焊料的流动性能。

本发明的有益效果在于：本发明的铜铝合金复合管专用焊环具有焊接后拉伸强度和抗老化能力优异、焊接处表面光滑、气孔较少的特点，完全能够达到现今铜铝复合管的焊接要求，产品质量稳定，成品率高，成本较低，使用方便，主要用于空调和制冷行业中。

具体实施方式

本发明结合实施例作进一步的详述。

实施例1

一种铜铝合金复合管专用焊环，所述的焊环中各成分及重量百分比为：Sb 1％、Cu 5％、Ni 1％、Ag 2％、Ce 2％，余量为Sn及不可避免杂质。将各种成分经合金材料熔炼并浇铸成锡柱、挤压、拉丝和成环等工艺处理，线体直径为1.0mm-4.0mm，环体直径为3.0mm-25.0mm的铜铝合金复合管专用焊环。

实施例2

一种铜铝合金复合管专用焊环，所述的焊环中各成分及重量百分比为：Sb20％、Cu 0.01％、Ni 6％、Ag 0.01％、Ce 0.01％，余量为Sn及不可避免杂质。将各种成分经合金材料熔炼并浇铸成锡柱、挤压、拉丝和成环等工艺处理，线体直径为1.0mm-4.0mm，环体直径为3.0mm-25.0mm的铜铝合金复合管专用焊环。

实施例3

一种铜铝合金复合管专用焊环，所述的焊环中各成分及重量百分比为：Sb 7％、Cu 0.01％、Ni 2％、Ag 5％、Ce 0.001％，余量为Sn及不可避免杂质。将各种成分经合金材料熔炼并浇铸成锡柱、挤压、拉丝和成环等工艺处理，线体直径为1.0mm-4.0mm，环体直径为3.0mm-25.0mm的铜铝合金复合管专用焊环。

实施例4

一种铜铝合金复合管专用焊环，所述的焊环中各成分及重量百分比为：Sb 2％、Cu 0.6％、Ni 0.02％、Ag 0.03％、Ce 0.008％，余量为Sn及不可避免杂质。将各种成分经合金材料熔炼并浇铸成锡柱、挤压、拉丝和成环等工艺处理，线体直径为1.0mm-3.0mm，环体直径为3.0mm-20.0mm的铜铝合金复合管专用焊环。

实施例5

一种铜铝合金复合管专用焊环，所述的焊环中各成分及重量百分比为：Sb 4％、Cu 0.5％、Ni 0.03％、Ag 0.05％、Ce 0.006％，余量为Sn及不可避免杂质。将各种成分经合金材料熔炼并浇铸成锡柱、挤压、拉丝和成环等工艺处理，线体直径为1.0mm-3.0mm，环体的直径为3.0mm-20.0mm的铜铝合金复合管专用焊环。

实施例6

一种铜铝合金复合管专用焊环，所述的焊环中各成分及重量百分比为：Sb 5％，Ce 0.001％，余量为Sn及不可避免杂质。将各种成分经合金材料熔炼并浇铸成锡柱、挤压、拉丝和成环等工艺处理，线体直径为1.0mm-4.0mm，环体直径为3.0mm-25.0mm的铜铝合金复合管专用焊环。

实施例7

一种铜铝合金复合管专用焊环，所述的焊环中各成分及重量百分比为：Sb 5％，Cu 0.1％，Ce 0.002％，余量为Sn及不可避免杂质。将各种成分经合金材料熔炼并浇铸成锡柱、挤压、拉丝和成环等工艺处理，线体直径为1.0mm-4.0mm，环体直径为3.0mm-25.0mm的铜铝合金复合管专用焊环。

实施例8

一种铜铝合金复合管专用焊环，所述的焊环中各成分及重量百分比为：Sb 7％，Cu 0.15％，Ni 0.06％，Ce 0.0025％，余量为Sn及不可避免杂质。将各种成分经合金材料熔炼并浇铸成锡柱、挤压、拉丝和成环等工艺处理，线体直径为1.0mm-4.0mm，环体直径为3.0mm-25.0mm的铜铝合金复合管专用焊环。

实施例9

一种铜铝合金复合管专用焊环，所述的焊环中各成分及重量百分比为：Sb 5％、Cu 0.2％、Ni 0.05％、Ce 0.001％，余量为Sn及不可避免杂质。将各种成分经合金材料熔炼并浇铸成锡柱、挤压、拉丝和成环等工艺处理，线体直径为1.0mm-4.0mm，环体直径为3.0mm-25.0mm的铜铝合金复合管专用焊环。

实施例10

一种铜铝合金复合管专用焊环，所述的焊环中各成分及重量百分比为：Sb 5％、Ag 0.2％，余量为Sn及不可避免杂质。将各种成分经合金材料熔炼并浇铸成锡柱、挤压、拉丝和成环等工艺处理，线体直径为1.0mm-4.0mm，环体直径为3.0mm-25.0mm的铜铝合金复合管专用焊环。

实施例11

一种铜铝合金复合管专用焊环，所述的焊环中各成分及重量百分比为：Sb 4％，Cu 0.3％，Ce 0.01％，余量为Sn及不可避免杂质。将各种成分经合金材料熔炼并浇铸成锡柱、挤压、拉丝和成环等工艺处理，线体直径为1.0mm-4.0mm，环体直径为3.0mm-25.0mm的铜铝合金复合管专用焊环。

实施例12

一种铜铝合金复合管专用焊环，所述的焊环中各成分及重量百分比为：Sb 6％、Ni 0.06％、Ag 0.3％、Ce 0.001％，余量为Sn及不可避免杂质。将各种成分经合金材料熔炼并浇铸成锡柱、挤压、拉丝和成环等工艺处理，线体直径为1.0mm-4.0mm，环体直径为3.0mm-25.0mm的铜铝合金复合管专用焊环。

实施例13

一种铜铝合金复合管专用焊环，所述的焊环中各成分及重量百分比为：Sb 5％、Cu 0.7％、Ni 0.03％，余量为Sn及不可避免杂质。将各种成分经合金材料熔炼并浇铸成锡柱、挤压、拉丝和成环等工艺处理，线体直径为1.0mm-4.0mm，环体直径为3.0mm-25.0mm的铜铝合金复合管专用焊环。

实施例14

一种铜铝合金复合管专用焊环，所述的焊环中各成分及重量百分比为：Sb 9％、Cu 0.2％、Ce 0.01％，余量为Sn及不可避免杂质。将各种成分经合金材料熔炼并浇铸成锡柱、挤压、拉丝和成环等工艺处理，线体直径为1.0mm-4.0mm，环体直径为3.0mm-25.0mm的铜铝合金复合管专用焊环。

实施例15

一种铜铝合金复合管专用焊环，所述的焊环中各成分及重量百分比为：Sb 5％、Cu 0.2％、Ag 0.2％，余量为Sn及不可避免杂质。将各种成分经合金材料熔炼并浇铸成锡柱、挤压、拉丝和成环等工艺处理，线体直径为1.0mm-4.0mm，环体直径为3.0mm-25.0mm的铜铝合金复合管专用焊环。

实施例1-实施15的铜铝合金复合管专用焊环的实施结果见表1：

表1

名称	熔点(℃)	扩展率(％)	弹性模量(GPa)	屈服强度(MPa)
					实施例1	242	76	41	23
实施例2	232	80	34	22
					实施例3	233	78	36	25
实施例4	241	83	43	25
					实施例5	240	84	45	27
实施例6	245	81	37	24
					实施例7	245	82	41	23

实施例8	242	81	36	25
					实施例9	240	80	37	24
实施例10	239	79	40	27
					实施例11	236	81	39	25
实施例12	238	82	38	26
					实施例13	237	79	40	23
实施例14	240	84	36	25
					实施例15	239	80	39	26

从表1可以看出，本发明的铜铝合金复合管专用焊环综合力学性能优良，产品质量稳定，完全能够达到现今铜铝复合管的焊接要求。

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

1.一种铜铝合金复合管专用焊环，其特征在于，所述的焊环中各成分及重量百分比为：Sb 1%、Cu 5%、Ni 1%、Ag 2%、Ce 2%，余量为Sn及不可避免杂质。

2.根据权利要求1所述的铜铝合金复合管专用焊环，其特征在于，所述的焊环环体为圆环圈状或扁圆环圈状。

3.根据权利要求1所述的铜铝合金复合管专用焊环，其特征在于，所述的焊环线体直径为1.0 mm-4.0 mm，环体直径为3.0 mm-25.0 mm。