CN112122728B - 一种氧气助燃预热-空气助燃焊接的钎焊方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氧气助燃预热‑空气助燃焊接的钎焊方法，包括：(1)预热阶段：以氧气为助燃气，与燃气混合火焰预热工件至表面焊料熔点以下100～200℃；(2)焊接阶段：以空气为助燃气，与燃气混合火焰加热预热后的工件，完成焊接。本发明钎焊方法综合氧气助燃加热和空气助燃加热的优势，先采用氧气助燃使工件在短时间内快速预热至所需温度(接近焊料熔点)，保证钎焊过程的高效率，然后切换为以空气助燃继续火焰加热工件直至焊接完成，保证钎焊的高合格率，降低过焊率和欠焊率，焊点合格率不低于99.9％。

Description

一种氧气助燃预热-空气助燃焊接的钎焊方法
技术领域
本发明涉及钎焊技术领域，具体涉及一种氧气助燃预热-空气助燃焊接的钎焊方法。
背景技术
目前，火焰钎焊通常使用氧气作为助燃气，如公开号为CN105444174A和CN105444172A的中国专利文献公开的焊炬，将其与燃气混合燃烧形成高温火焰进行钎焊，但由于火焰温度过高(远高于工件和焊料的熔点)，加热剧烈，加热区域过于集中受热不均匀，且即使同一工件上的焊点也通常存在厚薄、形状等差异，导致在生产时即使精确控制焊接时间，但仍会导致工件烧坏、焊料流失等问题频发，焊接难度高、容错率低，容易造成过焊或欠焊，最终导致焊点合格率不高。
发明内容
针对本领域存在的不足之处，本发明提供了一种氧气助燃预热-空气助燃焊接的钎焊方法，先以氧气为助燃气与燃气混合燃烧形成高温火焰对待焊工件进行预热，使工件快速升温至接近焊料熔点，然后切换为空气助燃焊接，使工件受热较为温和，从而在兼顾钎焊效率的前提下显著降低过焊率、欠焊率，提高焊点合格率。
一种氧气助燃预热-空气助燃焊接的钎焊方法，包括：
(1)预热阶段：以氧气为助燃气，与燃气混合火焰预热工件至表面焊料熔点以下100～200℃；
(2)焊接阶段：以空气为助燃气，与燃气混合火焰加热预热后的工件，完成焊接。
作为优选，预热阶段，所述氧气和燃气的摩尔流量比为1:1～1:2，燃气流量为1～100L/min，氧气流量为1～200L/min。
作为优选，焊接阶段，所述空气和燃气的摩尔流量比为1:10～1:20，燃气流量为1～100L/min，空气流量为10～2000L/min。
作为优选，预热阶段，火焰温度为2100～2300℃，预热时间为1～25s。
作为优选，焊接阶段，火焰温度为800～1200℃，加热时间为2～25s。
综合以上优选条件，通过调控助燃气与燃气的摩尔流量比控制火焰温度，减少预热时间，保证加热阶段受热区域均匀性。
在一优选例中，所述工件为空调两器的U型连接管，熔点为1000～1100℃，所述焊料为磷铜焊环，熔点为640～850℃。
在另一优选例中，所述工件为电力金具接线端子，熔点650～670℃，所述焊料为锌铝焊料，熔点为380～480℃。
在另一优选例中，所述工件为空调配件集水头或分配器，熔点860～900℃，所述焊料为银磷铜焊料，熔点为640～770℃。
本发明所述的钎焊方法，欠焊率和过焊率之和不大于0.1％，焊点合格率不小于99.9％。
本发明所述的钎焊方法，可采用连续式钎焊或工位式钎焊。
本发明与现有技术相比，主要优点包括：本发明钎焊方法综合氧气助燃加热和空气助燃加热的优势，先采用氧气助燃使工件在短时间内快速预热至所需温度(接近焊料熔点)，保证钎焊过程的高效率，然后切换为以空气助燃继续火焰加热工件直至焊接完成，保证钎焊的高合格率，降低过焊率和欠焊率。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的操作方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。
对比例1
火焰钎焊全过程只采用氧气作为单一助燃气，采用与实施例1相同的直线流水线式焊接，钎焊方法包括：以氧气为助燃气，按摩尔流量比2:1与天然气混合燃烧，天然气流量为100L/min，氧气流量为200L/min，火焰温度为2100～2300℃，直接加热套设有磷铜焊环的空调两器的紫铜材质U型连接管(双排、管径7.94mm)，直至焊接完成，共用时17s，批量流水线生产焊点合格率小于99％，且氧气用量较多，成本较高。
对比例2
火焰钎焊全过程只采用空气作为单一助燃气，采用与实施例1相同的直线流水线式焊接，钎焊方法包括：以空气为助燃气，按摩尔流量比20:1与天然气混合燃烧，天然气流量为100L/min，空气流量为2000L/min，火焰温度为800～1200℃，直接加热套设有磷铜焊环的空调两器的紫铜材质U型连接管(双排、管径7.94mm)，直至焊接完成，共用时24s，批量流水线生产焊点合格率不小于99.9％，但由于低温长时间加热导致U型连接管中的铜晶相颗粒粗大，表面氧化严重，机械性能明显降低。
实施例1
一种氧气助燃预热-空气助燃焊接的钎焊方法，采用直线流水线式焊接，包括：
(1)预热阶段：以氧气为助燃气，按摩尔流量比2:1与天然气混合燃烧，天然气流量为50L/min，氧气流量为100L/min，火焰温度为2100～2300℃，预热套设有磷铜焊环的空调两器的紫铜材质U型连接管(双排、管径7.94mm)10s，将U型连接管预热至550～650℃；
(2)焊接阶段：以空气为助燃气，按摩尔流量比20:1与天然气混合燃烧，天然气流量为50L/min，空气流量为1000L/min，火焰温度为800～1200℃，加热预热后的工件10s，完成焊接。
本实施例钎焊方法完成一次焊接用时仅20s，批量流水线生产焊点合格率不小于99.9％。焊接完成的U型连接管表面无明显氧化，机械性能良好，且显著减少了氧气用量，节约成本。
对比例3
火焰钎焊全过程只采用氧气作为单一助燃气，采用工位式焊接，钎焊方法包括：以氧气为助燃气，按摩尔流量比2:1与天然气混合燃烧，天然气流量为1L/min，氧气流量为2L/min，火焰温度为2100～2300℃，直接加热电力金具接线端子(熔点650～670℃)，采用熔点为380～480℃的锌铝焊料，直至焊接完成，共用时3.5s，批量流水线生产焊点合格率小于99％，不良率高，接线端子易烧化，且氧气用量较多，成本较高。
对比例4
火焰钎焊全过程只采用空气作为单一助燃气，采用工位式焊接，钎焊方法包括：以空气为助燃气，按摩尔流量比20:1与天然气混合燃烧，天然气流量为1L/min，空气流量为20L/min，火焰温度为800～1200℃，直接加热电力金具接线端子(熔点650～670℃)，采用熔点为380～480℃的锌铝焊料，直至焊接完成，直至焊接完成，共用时10s，批量流水线生产焊点合格率不小于99.9％，但由于低温长时间加热导致接线端子表面氧化严重。
实施例2
一种氧气助燃预热-空气助燃焊接的钎焊方法，采用工位式焊接，包括：
(1)预热阶段：以氧气为助燃气，按摩尔流量比2:1与天然气混合燃烧，天然气流量为0.5L/min，氧气流量为1L/min，火焰温度为2100～2300℃，采用熔点为380～480℃的锌铝焊料，预热电力金具接线端子(熔点650～670℃)2.5s，将接线端子预热至300℃；
(2)焊接阶段：以空气为助燃气，按摩尔流量比20:1与天然气混合燃烧，天然气流量为0.5L/min，空气流量为10L/min，火焰温度为800～1200℃，加热预热后的工件2.5s，完成焊接。
本实施例钎焊方法完成一次焊接用时仅5s，批量流水线生产焊点合格率不小于99.9％。焊接完成的接线端子表面无明显氧化，机械性能良好，且显著减少了氧气用量，节约成本。
对比例5
火焰钎焊全过程只采用氧气作为单一助燃气，采用工位式焊接，钎焊方法包括：以氧气为助燃气，按摩尔流量比2:1与天然气混合燃烧，天然气流量为2L/min，氧气流量为4L/min，火焰温度为2100～2300℃，直接加热空调配件集水头(黄铜座、紫铜管，熔点860～900℃)，采用熔点为640～770℃的银磷铜焊料，直至焊接完成，共用时12s，批量流水线生产焊点合格率小于99％，不良率高，集水头黄铜烧化，报废率高，且氧气用量较多，成本较高。
对比例6
火焰钎焊全过程只采用空气作为单一助燃气，采用工位式焊接，钎焊方法包括：以空气为助燃气，按摩尔流量比20:1与天然气混合燃烧，天然气流量为2L/min，空气流量为40L/min，火焰温度为800～1200℃，直接加热空调配件集水头(黄铜座、紫铜管，熔点860～900℃)，采用熔点为640～770℃的银磷铜焊料，直至焊接完成，共用时36s，批量流水线生产焊点合格率不小于99.9％，但由于低温长时间加热导致集水头铜晶相颗粒粗大，表面氧化严重。
实施例3
一种氧气助燃预热-空气助燃焊接的钎焊方法，采用工位式焊接，包括：
(1)预热阶段：以氧气为助燃气，按摩尔流量比2:1与天然气混合燃烧，天然气流量为1L/min，氧气流量为2L/min，火焰温度为2100～2300℃，采用熔点为640～770℃的银磷铜焊料，预热空调配件集水头(黄铜座、紫铜管，熔点860～900℃)10s，将集水头预热至500℃；
(2)焊接阶段：以空气为助燃气，按摩尔流量比20:1与天然气混合燃烧，天然气流量为1L/min，空气流量为20L/min，火焰温度为800～1200℃，加热预热后的工件10s，完成焊接。
本实施例钎焊方法完成一次焊接用时仅20s，批量流水线生产焊点合格率不小于99.9％。焊接完成的集水头表面无明显氧化，机械性能良好，且显著减少了氧气用量，节约成本。
对比例7
火焰钎焊全过程只采用氧气作为单一助燃气，采用工位式焊接，钎焊方法包括：以氧气为助燃气，按摩尔流量比2:1与天然气混合燃烧，天然气流量为1L/min，氧气流量为2L/min，火焰温度为2100～2300℃，直接加热空调配件黄铜分配器(熔点860～900℃)，采用熔点为640～770℃的银磷铜焊料，直至焊接完成，共用时12s，批量流水线生产焊点合格率小于99％，不良率高，黄铜易烧化，且氧气用量较多，成本较高。
对比例8
火焰钎焊全过程只采用空气作为单一助燃气，采用工位式焊接，钎焊方法包括：以空气为助燃气，按摩尔流量比20:1与天然气混合燃烧，天然气流量为2L/min，空气流量为40L/min，火焰温度为800～1200℃，直接加热空调配件黄铜分配器(熔点860～900℃)，采用熔点为640～770℃的银磷铜焊料，直至焊接完成，共用时36s，批量流水线生产焊点合格率不小于99.9％，但由于低温长时间加热导致分配器铜晶相颗粒粗大，表面氧化严重。
实施例4
一种氧气助燃预热-空气助燃焊接的钎焊方法，采用工位式焊接，包括：
(1)预热阶段：以氧气为助燃气，按摩尔流量比2:1与天然气混合燃烧，天然气流量为1L/min，氧气流量为2L/min，火焰温度为2100～2300℃，采用熔点为640～770℃的银磷铜焊料，预热空调配件黄铜分配器(熔点860～900℃)10s，将分配器预热至500℃；
(2)焊接阶段：以空气为助燃气，按摩尔流量比20:1与天然气混合燃烧，天然气流量为1L/min，空气流量为20L/min，火焰温度为800～1200℃，加热预热后的工件10s，完成焊接。
本实施例钎焊方法完成一次焊接用时仅20s，批量流水线生产焊点合格率不小于99.9％。焊接完成的分配器表面无明显氧化，机械性能良好，且显著减少了氧气用量，节约成本。
此外应理解，在阅读了本发明的上述描述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种氧气助燃预热-空气助燃焊接的钎焊方法，其特征在于，包括：
(1)预热阶段：以氧气为助燃气，与燃气混合火焰预热工件至表面焊料熔点以下100～200℃；
预热阶段，所述燃气和氧气的摩尔流量比为1:1～1:2，燃气流量为1～100L/min，氧气流量为1～200L/min，火焰温度为2100～2300℃，预热时间为1～25s；
(2)焊接阶段：以空气为助燃气，与燃气混合火焰加热预热后的工件，完成焊接；
焊接阶段，所述燃气和空气的摩尔流量比为1:10～1:20，燃气流量为1～100L/min，空气流量为10～2000L/min，火焰温度为800～1200℃，加热时间为2～25s；
焊点的欠焊率和过焊率之和不大于0.1％。
2.根据权利要求1所述的钎焊方法，其特征在于，所述工件为空调两器的U型连接管，熔点为1000～1100℃，所述焊料为磷铜或银磷铜焊环，熔点为640～850℃。
3.根据权利要求1所述的钎焊方法，其特征在于，所述工件为电力金具接线端子，熔点650～670℃，所述焊料为锌铝焊料，熔点为380～480℃。
4.根据权利要求1所述的钎焊方法，其特征在于，所述工件为空调配件集水头或分配器，熔点860～900℃，所述焊料为银磷铜焊料，熔点为640～770℃。
5.根据权利要求1所述的钎焊方法，其特征在于，采用连续式钎焊或工位式钎焊。
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