CN108436321A - 一种自带钎剂型钎料环及其制备方法 - Google Patents

一种自带钎剂型钎料环及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种自带钎剂型钎料环及其制备方法，由钎料内芯、金属涂层、中间活性层和防潮外层组成，所述金属涂层镀覆在钎料内芯的外表面，中间活性层包覆在金属涂层外部，防潮外层粘附在中间活性层外部，钎料内芯为簧状钎料，金属涂层为镀锡层或镀铟层，中间活性层为高活性钎剂，防潮外层为有机粘接剂。本发明的自带钎剂型钎料环与现有自带钎剂型钎料对比，只有防潮外层含有碳残留低的有机粘接剂，大大减少了有机粘接剂的使用，大大减轻了钎焊时粘接剂燃烧产生有害气体，保证了操作员的身体健康，减轻了环境污染，非常环保，同时避免了碳残留在钎缝中产生的夹杂，提高了钎焊可靠性。

Description

一种自带钎剂型钎料环及其制备方法
技术领域
本发明涉及焊接材料技术领域，具体涉及一种自带钎剂型钎料环及其制备方法。
背景技术
空调、冰箱等行业管路的传统钎焊工艺是采用丝或条状钎料手工火焰钎焊的方式，火焰钎焊温度高、加热快，但容易出现加热不均匀、过烧等问题，并且钎焊铜等导热快的金属时加热时间较长。钎焊时用丝或条状钎料粘钎剂使用或加热前预先将钎剂涂覆在工件上，钎料用量无法保证，且容易出现焊漏、焊堵等问题，随之而来的是返工、返修甚至报废，造成钎料和原材料的浪费，增加制造成本。此外，钎料粘钎剂或预先涂覆钎剂的操作，增加了焊前工序和操作时间，并在钎焊工艺中又增加了一个变量，从而影响了焊接的一致性和质量的稳定性。此种钎焊工艺复杂、生产效率低、不易准确控制钎剂的用量，经常出现钎剂添加过多或不均匀现象，造成钎剂浪费、钎剂残渣还较难清洗，易腐蚀接头；接头的焊接质量多依赖于操作员的水平，易产生缺陷。
随着高频感应焊机的发展，感应钎焊工艺在管路连接中的应用得到了突飞猛进的发展。感应钎焊操作简便、加热相对均匀、经济性好，不需要加热整个部件，允许快速局部加热，以最小的强度损失连接高强度的元件。为了节约钎料并产生质量稳定的接头，控制钎料的使用量，预成型钎料应用越来越多预成型钎料是依据焊缝形态定制而成具有一定形态的钎料，最常见的形态是环状。
目前，管路钎焊中应用的钎料钎剂复合型钎料环只有药芯钎料环和自带钎剂型钎料环，由于药芯钎料的加工性能受其成分的制约，很多成分药芯钎料存在深加工性能差的缺陷，只能制备成条，难以制备成环状药芯钎料制备方法：将钎料轧制成带状，再钎料带轧成U型槽，加入钎剂，最后经过多道次孔型的轧制合口形成O形管状结构的药芯钎料，然后经拉拔减径制备成药芯钎料，空调、冰箱等行业管路钎焊最有应用前景的是自带钎剂型钎料环。然而，目前公开的自带钎剂型钎料环存在三个缺点：一、为了装配方便，自带钎剂型钎料环内径往往大于被焊管路的外径，加上自带钎剂型钎料环内外圈均有钎剂层，钎剂层太厚，导致感应加热时被焊管路与焊环之间传热较慢高频感应钎焊时加热被焊管路，由被焊管路传热到自带钎剂型钎料环，到达钎料熔点后而熔化润湿、填缝到被焊管路间隙，影响钎焊效率；二、自带钎剂型钎料环的钎剂层中常含有硼酐、氟化钾等无机物，极易吸潮而脱落掉块，且吸潮后的钎剂层具有腐蚀性，严重腐蚀被钎剂层包覆的钎料芯，尤其是铜磷钎料易氧化、易被腐蚀而“生锈”，钎料芯“生锈”后严重影响自带钎剂型钎料环的外观和使用性能，为了避免钎剂层吸潮后腐蚀钎料芯，不得不选用吸潮性较弱的钎剂，导致钎剂活性很低钎剂主要作用是去除被焊金属表面氧化膜、保护被焊金属不被氧化，钎剂活性主要指去除氧化膜的能力；三、目前市场上出现的自带钎剂型钎料，采取在钎剂层中加入过量的有机粘接剂来避免其吸潮，将有机粘接剂和钎剂混合制备成钎剂膏，然后涂覆成自带钎剂型钎料中国专利CN202804495 U公开了“一种涂有药皮的钎料”，它是将钎剂层压涂到钎料棒上；署名文章“药皮黄铜钎料的研制”介绍了药皮黄铜钎料，其药皮是将有机胶粘剂和焊剂先混合在一起，然后将带有粘结剂的焊剂再压涂到丝状黄铜钎料表面。，这种自带钎剂型钎料中含有大量的有机粘接剂，有机粘接剂在钎焊过程中粘接剂受热分解、碳化，产生大量有害气体，不仅污染环境，还损害操作员的身体健康，非常不环保；同时碳残留在钎缝中产生夹杂，降低钎焊可靠性。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种自带钎剂型钎料环及其制备方法。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种自带钎剂型钎料环，由钎料内芯、金属涂层、中间活性层和防潮外层组成，所述金属涂层镀覆在钎料内芯的外表面，中间活性层包覆在金属涂层外部，防潮外层粘附在中间活性层外部。
作为本发明一种自带钎剂型钎料环的进一步优化：所述金属涂层厚度为0.001-0.08mm，中间活性层的厚度为0.09-0.5mm，防潮外层的厚度为0.001-0.6mm。
作为本发明一种自带钎剂型钎料环的进一步优化：所述钎料内芯为簧状钎料。
作为本发明一种自带钎剂型钎料环的进一步优化：所述金属涂层为镀锡层或镀铟层。
作为本发明一种自带钎剂型钎料环的进一步优化：所述中间活性层为高活性钎剂，防潮外层为有机粘接剂。
一种自带钎剂型钎料环的制备方法，包括以下步骤：
a将细丝钎料制成钎料环，然后放入超声波清洗设备中，加入金属清洗剂，对钎料环表面进行去油污清洗;
b将硫酸和水按1:10的比例配制酸洗溶液，将去污后的钎料环放入酸洗溶液中，在温度为40-70℃的条件下浸泡3-20min；
c将酸洗后的钎料环进行漂洗，然后在钝化剂中进行钝化处理，随后将钎料环放入100-150℃的烘箱中烘干5-10min；
d用电镀法在钎料环表面镀覆一层锡或铟；
e将高活性钎剂涂覆到有镀锡层或镀铟层的钎料环外部，并烘干；
f将配制好的有机粘结剂混合液喷涂到钎料环的外部，干燥后得到自带钎剂型钎料环。
作为本发明一种自带钎剂型钎料环制备方法的进一步优化：所述高活性钎剂为QJ102。
作为本发明一种自带钎剂型钎料环制备方法的进一步优化：所述有机粘结剂混合液为有机粘接剂和聚乙烯碳酸酯的混合液。
作为本发明一种自带钎剂型钎料环制备方法的进一步优化：所述有机粘结剂混合液为丙烯酸树脂粘接剂和碳酸二甲酯的混合液。
作为本发明一种自带钎剂型钎料环制备方法的进一步优化：所述有机粘结剂混合液为α-氰基丙烯酸乙酯或纤维素硝酸酯的混合液。
有益效果
一、本发明的自带钎剂型钎料环与现有自带钎剂型钎料对比，只有防潮外层含有碳残留低的有机粘接剂，大大减少了有机粘接剂的使用，大大减轻了钎焊时粘接剂燃烧产生有害气体，保证了操作员的身体健康，减轻了环境污染，非常环保，同时避免了碳残留在钎缝中产生的夹杂，提高了钎焊可靠性；
二、本发明的钎料环在钎料内芯的外表面镀覆有金属涂层，金属涂层为镀锡层或镀铟层，可保护钎料芯不被中间活性层腐蚀而“生锈”，提高钎料芯的抗氧化性和耐腐蚀性；同时，锡或铟的熔点较低锡熔点约232℃，铟熔点约156.6℃，优先熔化成液态，随后液态锡润湿铺展锡的润湿性较好，液态锡能溶解钎料芯并与钎料芯扩散合金化，大大降低了钎料芯熔点，提高其流动性和润湿性；
三、本发明的钎料环利用有机粘接剂作为防潮外层，防潮外层可以是有机粘接剂和聚乙烯碳酸酯混合或丙烯酸树脂粘接剂和碳酸二甲酯混合或α-氰基丙烯酸乙酯或纤维素硝酸酯，防潮外层能形成一层致密膜，隔绝了空气，起到防潮作用，增强了钎剂层保存稳定性，防止钎剂层因吸潮而脱落掉块以及吸潮后腐蚀钎料芯现象的发生。
附图说明
图1为本发明自带钎剂型钎料环的结构示意图；
图中标记：1、钎料内芯，2、金属涂层，3、中间活性层，4、防潮外层。
具体实施方式
以下结合具体实施方式进一步对本发明的技术方案进行阐述。
实施例1
一种自带钎剂型钎料环，由钎料内芯1、金属涂层2、中间活性层3和防潮外层4组成，所述金属涂层2镀覆在钎料内芯1的外表面，金属涂层2为0.04mm厚度的金属锡层，中间活性层3包覆在金属涂层2外部，中间活性层3为QJ102高活性钎剂，厚度为0.2mm，防潮外层4粘附在中间活性层3外部，防潮外层4为α-氰基丙烯酸乙酯和碳酸二甲酯按1:5的比例配制得到，厚度为0.09mm。
高活性钎剂QJ102的活性去膜能力高，去除氧化膜能力强，保证了钎剂层活性，其厚度可为0.09-0.5mm，大大降低了钎剂层厚度，保证了感应加热时被焊管路与焊环之间快速传热，提高钎焊效率。
上述自带钎剂型钎料环的制备方法，包括以下步骤：
a将细丝钎料制成钎料环，然后放入超声波清洗设备中，加入金属清洗剂，对钎料环表面进行去油污清洗;
b将硫酸和水按1:10的比例配制酸洗溶液，将去污后的钎料环放入酸洗溶液中，在温度为50℃的条件下浸泡10min；
c将酸洗后的钎料环进行漂洗，然后在钝化剂中进行钝化处理，随后将钎料环放入120℃的烘箱中烘干5min；
d用电镀法在钎料环表面镀覆一层0.04mm厚度的金属锡层；
e将高活性钎剂（QJ102）涂覆到有镀锡层的钎料环外部，并烘干；
f将配制好的有机粘结剂混合液（将α-氰基丙烯酸乙酯和碳酸二甲酯按1:5的比例配制好）喷涂到钎料环的外部，干燥后得到自带钎剂型钎料环。
实施例2
一种自带钎剂型钎料环，由钎料内芯1、金属涂层2、中间活性层3和防潮外层4组成，所述金属涂层2镀覆在钎料内芯1的外表面，金属涂层2为0.02mm厚度的金属铟层，中间活性层3包覆在金属涂层2外部，中间活性层3为QJ102高活性钎剂，厚度为0.5mm，防潮外层4粘附在中间活性层3外部，防潮外层4为丙烯酸树脂粘接剂和碳酸二甲酯按1:5的比例配制得到，厚度为0.2mm。
上述自带钎剂型钎料环的制备方法，包括以下步骤：
a将细丝钎料制成钎料环，然后放入超声波清洗设备中，加入金属清洗剂，对钎料环表面进行去油污清洗;
b将硫酸和水按1:10的比例配制酸洗溶液，将去污后的钎料环放入酸洗溶液中，在温度为40℃的条件下浸泡20min；
c将酸洗后的钎料环进行漂洗，然后在钝化剂中进行钝化处理，随后将钎料环放入100℃的烘箱中烘干10min；
d用电镀法在钎料环表面镀覆一层0.02mm厚度的金属铟层；
e将高活性钎剂（QJ102）涂覆到有镀锡层的钎料环外部，并烘干；
f将配制好的有机粘结剂混合液（将丙烯酸树脂粘接剂和碳酸二甲酯按1:5的比例配制好）喷涂到钎料环的外部，干燥后得到自带钎剂型钎料环。
实施例3
一种自带钎剂型钎料环，由钎料内芯1、金属涂层2、中间活性层3和防潮外层4组成，所述金属涂层2镀覆在钎料内芯1的外表面，金属涂层2为0.001mm厚度的金属铟层，中间活性层3包覆在金属涂层2外部，中间活性层3为QJ102高活性钎剂，厚度为0.09mm，防潮外层4粘附在中间活性层3外部，防潮外层4为丙烯酸树脂粘接剂和碳酸二甲酯按1:5的比例配制得到，厚度为0.001mm。
上述自带钎剂型钎料环的制备方法，包括以下步骤：
a将细丝钎料制成钎料环，然后放入超声波清洗设备中，加入金属清洗剂，对钎料环表面进行去油污清洗;
b将硫酸和水按1:10的比例配制酸洗溶液，将去污后的钎料环放入酸洗溶液中，在温度为40℃的条件下浸泡10min；
c将酸洗后的钎料环进行漂洗，然后在钝化剂中进行钝化处理，随后将钎料环放入100℃的烘箱中烘干6min；
d用电镀法在钎料环表面镀覆一层0.001mm厚度的金属铟层；
e将高活性钎剂（QJ102）涂覆到有镀锡层的钎料环外部，并烘干；
f将配制好的有机粘结剂混合液（将丙烯酸树脂粘接剂和碳酸二甲酯按1:5的比例配制好）喷涂到钎料环的外部，干燥后得到自带钎剂型钎料环。
实施例4
一种自带钎剂型钎料环，由钎料内芯1、金属涂层2、中间活性层3和防潮外层4组成，所述金属涂层2镀覆在钎料内芯1的外表面，金属涂层2为0.08mm厚度的金属锡层，中间活性层3包覆在金属涂层2外部，中间活性层3为QJ102高活性钎剂，厚度为0.5mm，防潮外层4粘附在中间活性层3外部，防潮外层4为α-氰基丙烯酸乙酯和碳酸二甲酯按1:5的比例配制得到，厚度为0.6mm。
上述自带钎剂型钎料环的制备方法，包括以下步骤：
a将细丝钎料制成钎料环，然后放入超声波清洗设备中，加入金属清洗剂，对钎料环表面进行去油污清洗;
b将硫酸和水按1:10的比例配制酸洗溶液，将去污后的钎料环放入酸洗溶液中，在温度为70℃的条件下浸泡20min；
c将酸洗后的钎料环进行漂洗，然后在钝化剂中进行钝化处理，随后将钎料环放入150℃的烘箱中烘干10min；
d用电镀法在钎料环表面镀覆一层0.08mm厚度的金属锡层；
e将高活性钎剂（QJ102）涂覆到有镀锡层的钎料环外部，并烘干；
f将配制好的有机粘结剂混合液（将α-氰基丙烯酸乙酯和碳酸二甲酯按1:5的比例配制好）喷涂到钎料环的外部，干燥后得到自带钎剂型钎料环。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种自带钎剂型钎料环，其特征在于：由钎料内芯（1）、金属涂层（2）、中间活性层（3）和防潮外层（4）组成，所述金属涂层（2）镀覆在钎料内芯（1）的外表面，中间活性层（3）包覆在金属涂层（2）外部，防潮外层（4）粘附在中间活性层（3）外部。
2.如权利要求1所述一种自带钎剂型钎料环，其特征在于：所述金属涂层（2）厚度为0.001-0.08mm，中间活性层（3）的厚度为0.09-0.5mm，防潮外层（4）的厚度为0.001-0.6mm。
3.如权利要求1所述一种自带钎剂型钎料环，其特征在于：所述钎料内芯（1）为簧状钎料。
4.如权利要求1所述一种自带钎剂型钎料环，其特征在于：所述金属涂层（2）为镀锡层或镀铟层。
5.如权利要求1所述一种自带钎剂型钎料环，其特征在于：所述中间活性层（3）为高活性钎剂，防潮外层（4）为有机粘接剂。
6.如权利要求1所述一种自带钎剂型钎料环的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a）将细丝钎料制成钎料环，然后放入超声波清洗设备中，加入金属清洗剂，对钎料环表面进行去油污清洗;
b）将硫酸和水按1:10的比例配制酸洗溶液，将去污后的钎料环放入酸洗溶液中，在温度为40-70℃的条件下浸泡3-20min；
c）将酸洗后的钎料环进行漂洗，然后在钝化剂中进行钝化处理，随后将钎料环放入100-150℃的烘箱中烘干5-10min；
d）用电镀法在钎料环表面镀覆一层锡或铟；
e）将高活性钎剂涂覆到有镀锡层或镀铟层的钎料环外部，并烘干；
f）将配制好的有机粘结剂混合液喷涂到钎料环的外部，干燥后得到自带钎剂型钎料环。
7.如权利要求6所述一种自带钎剂型钎料环的制备方法，其特征在于：所述高活性钎剂为QJ102。
8.如权利要求6所述一种自带钎剂型钎料环的制备方法，其特征在于：所述有机粘结剂混合液为有机粘接剂和聚乙烯碳酸酯的混合液。
9.如权利要求8所述一种自带钎剂型钎料环的制备方法，其特征在于：所述有机粘结剂混合液为丙烯酸树脂粘接剂和碳酸二甲酯的混合液。
10.如权利要求8所述一种自带钎剂型钎料环的制备方法，其特征在于：所述有机粘结剂混合液为α-氰基丙烯酸乙酯或纤维素硝酸酯的混合液。
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