CN103406627B - 一种铝水箱沙漏管氮气保护的钎焊方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝水箱沙漏管氮气保护的钎焊方法。沙漏管内部包覆3～6%材料厚度的Al-Si钎料复合层，水箱芯子装配后沙漏位置在钎焊夹具的夹紧力的作用下紧密的接触在一起，钎焊过程中沙漏管内部经脱脂清理后不添加钎剂钎焊，就可以牢固的钎焊在一起而成为加强筋。本发明的钎焊工艺，采用氮气保护的连续炉钎焊，生产效率高，不需要在管内部添加钎剂，因此工艺性特别好，合格率高，特别适合工厂批量生产。本发明钎焊后焊缝饱满，强度高，在静压爆破试验中，可以确保比水室压封后失效，沙漏管水箱的失效压力可以达到0.5MPa以上。本发明水箱内部不含钎剂，可以提高产品内部清洁度，而且可以防止钎剂对防冻液的不利影响。

Description

一种铝水箱沙漏管氮气保护的钎焊方法

技术领域

本发明涉及中型卡车、重型卡车、工程车等发动机水箱的钎焊工艺，具体地说是一种铝水箱沙漏管在氮气保护气氛中无钎剂钎焊的方法。

背景技术

水箱又称散热器，用来冷却发动机的冷却液，是保证发动机在正常温度范围内运行的关键零部件。铜的密度是铝合金的3倍多，铜的价格也是铝合金的3倍多，因此铝水箱的成本是铜水箱的大约十分之一，而复合铝材料技术使得铝水箱比铜水箱生产工艺过程更加简便。铝水箱替代铜水箱是大势所趋，随着卡车和工程机械可靠性和轻量化要求的提高，比如要求卡车三包期提高到24万公里，对铝水箱的设计和工艺提出了新的挑战。

沙漏管是近几年才逐步推广使用的冷却管，因为截面形状类似沙漏计时器而得名，具有费用低、可靠性高的特点，能使水箱总成寿命提高一倍以上。水箱一般在连续炉内氮气保护气氛下钎焊，钎焊前使用浸、喷等方式添加Nocolock钎剂(化学分子式KAlF₄，中文名“氟铝酸钾”)，Nocolock钎剂的作用是去除材料表面氧化膜，促进钎焊。但是内部沙漏位置在氮气保护下使用常规的Nocolock钎焊工艺存在很大的难度，主要原因是内部高度尺寸只有1.3～1.5mm，而长度有600～1000mm，Nocolock钎剂难以充分的进入到需要的位置。如果没有充分的Nocolock钎剂就容易出现氧化膜去除困难而造成钎焊不良，可靠性大幅下降，而生产过程不做破坏性试验是无法检测出来的，带来很大的三包赔偿风险。

发明内容

本发明要解决的是现有铝水箱氮气保护下Nocolock钎焊工艺存在的上述问题，提供一种工艺过程简单、费用低、可靠性好、可以大批量生产的工艺方法。

本发明的目的是这样实现的：一种铝水箱沙漏管氮气保护的钎焊方法，所述的沙漏管包括外侧Al-Si钎料复合层，中间芯材(又叫做母材)，以及内侧Al-Si钎料复合层，按以下步骤进行：

1)、将两块主板、两块侧板以及交替叠放的多根沙漏管和散热带组成水箱芯子；

2)、使用铁丝、打包带或专用钎焊夹具通过两块侧板将所述的水箱芯子夹紧；

3)、将所述的水箱芯子使用150～250℃脱脂炉进行热脱脂或清洗剂脱脂后，在散热带上喷Nocolock钎剂，主板靠近散热带一侧喷Nocolock钎剂或用刷子人工添加Nocolock钎剂，但是沙漏管内部需要钎焊的沙漏位置没有钎剂；

4)、通过烘箱在200～300℃对所述的水箱芯子进行烘干及预热；

5)、将所述的水箱芯子放进氮气保护连续炉加热到580～610℃后进行钎焊，使沙漏管与散热带和主板焊接，并在沙漏管的沙漏位置钎焊形成可靠的加强筋。

本发明的一种铝水箱沙漏管氮气保护的钎焊方法，由于沙漏管内部不含钎剂，在沙漏位置的相对管壁处形成线接触，在钎焊夹具的压力作用下紧密接触达到过盈配合的效果，加热后，内侧的Al-Si钎料复合层中的Si、Mg等元素在高温下扩散，在压力和元素扩散的共同作用下去除管壁接触表面的氧化膜，从而获得良好的钎焊效果。因而本发明具有以下特点：

1、采用氮气保护的连续炉钎焊，生产效率高，不需要在管内部添加钎剂，因此工艺性特别好，合格率高，特别适合工厂批量生产。

2、本发明钎焊后焊缝饱满，强度高，在静压爆破试验中，可以确保比水室压封后失效，沙漏管水箱的失效压力可以达到0.5MPa以上。

3、本发明在沙漏管内部不含钎剂，可以提高产品内部清洁度，而且可以防止钎剂对防冻液的不利影响。

根据本发明，所述的步骤3)、～5)、过程在流水线上自动完成。

根据本发明，所述的沙漏管外侧Al-Si钎料复合层(5)度为材料总厚度的8％～12％，内侧Al-Si钎料复合层的厚度为材料总厚度的3％～6％。

附图说明

图1是本发明的水箱结构示意图。

图2是本发明的沙漏管结构示意图。

图3是本发明的沙漏管的横截面图。

图4是图3中沙漏位置A处的放大图。

图5是发明的沙漏管材料复合层组成结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述。

参见附图，本发明的一种铝水箱沙漏管氮气保护的钎焊方法，所述的沙漏管3包括外侧Al-Si钎料复合层5，中间芯材(又叫做母材)6，以及内侧Al-Si钎料复合层7，按以下步骤进行：

1)、将两块主板4、两块侧板1以及交替叠放的多根沙漏管3和散热带2组成水箱芯子；

2)、使用铁丝、打包带或专用钎焊夹具通过两块侧板1将所述的水箱芯子夹紧；

3)、将所述的水箱芯子使用150～250℃脱脂炉进行热脱脂或清洗剂脱脂后，在散热带2上喷Nocolock钎剂，主板靠近散热带一侧喷Nocolock钎剂或用刷子人工添加Nocolock钎剂，但是沙漏管内部需要钎焊的沙漏位置没有钎剂；

4)、通过烘箱在200～300℃对所述的水箱芯子进行烘干及预热。

5)、将所述的水箱芯子放进氮气保护连续炉加热到580～610℃后进行钎焊，使沙漏管3与散热带2和主板4焊接，并在沙漏管3的沙漏位置8钎焊形成可靠的加强筋。

所述的步骤3)、～5)、过程是可以在流水线上自动完成的。

所述的沙漏管3外侧Al-Si钎料复合层5厚度为材料总厚度的8％～12％，内侧Al-Si钎料复合层7的厚度为材料总厚度的3％～6％。

本发明的特征在于在氮气保护钎焊中沙漏管内部不添加钎剂，而且能获得良好的钎焊接头，形成可靠的加强筋。

应该理解到的是：上述实施例只是对本发明的较佳实施例之一，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的改动，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种铝水箱沙漏管氮气保护的钎焊方法，所述的沙漏管(3)包括外侧Al-Si钎料复合层(5)，中间芯材(6)，以及内侧Al-Si钎料复合层(7)，按以下步骤进行：

1)、将两块主板(4)、两块侧板(1)以及交替叠放的多根沙漏管(3)和散热带(2)组成水箱芯子；

2)、使用铁丝、打包带或专用钎焊夹具通过两块侧板(1)将所述的水箱芯子夹紧；

3)、将所述的水箱芯子使用150～250℃脱脂炉进行热脱脂或清洗剂脱脂后，在散热带(2)上喷Nocolock钎剂，主板靠近散热带一侧喷Nocolock钎剂或用刷子人工添加Nocolock钎剂，但是沙漏管内部需要钎焊的沙漏位置没有钎剂；

4)、通过烘箱在200～300℃对所述的水箱芯子进行烘干及预热；

5)、将所述的水箱芯子放进氮气保护连续炉加热到580～610℃后进行钎焊，使沙漏管(3)与散热带(2)和主板(4)焊接，并在沙漏管(3)的沙漏位置(8)钎焊形成可靠的加强筋。

2.如权利要求1所述的一种铝水箱沙漏管氮气保护的钎焊方法，其特征在于所述的步骤3)、～5)、过程在流水线上自动完成。

3.如权利要求1或2所述的一种铝水箱沙漏管氮气保护的钎焊方法，其特征在于所述的沙漏管(3)外侧Al-Si钎料复合层(5)厚度为材料总厚度的8％～12％，内侧Al-Si钎料复合层(7)的厚度为材料总厚度的3％～6％。