CN113426600A - 一种钎焊液冷板钎剂涂覆量的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钎焊液冷板钎剂涂覆量的控制方法：切割金属板试样，测量试样长度L和宽度W，记录金属板型号、长度L、宽度W和重量M1；调配钎剂悬浮液记录浓度ρ，调节喷涂参数，并记录喷涂参数和试样烘干重量M2；按此公式计算：钎剂涂覆量a1（克/平方米）=（M2‑M1）/（L*W）；通过调节钎剂悬浮液浓度对试样喷涂，使得试样钎剂涂覆量a1在标准钎剂涂覆量a范围内；按照上述试验确定的钎剂悬浮液浓度ρ和喷涂参数，进行产品的喷涂钎剂生产。本发明实现了钎剂涂覆量的量化控制和提供了尺寸过大或过小产品的钎剂量管控的方法。
Description
技术领域
本发明涉及到液冷板钎焊领域，具体而言，涉及到一种钎焊液冷板钎剂涂覆量的控制方法。
背景技术
随着新能源汽车行业和5G通讯行业的迅猛发展，环境污染和能源消耗问题日益突出，提高新能源汽车行业和5G通讯行业散热产品的质量和效能，制造优质的散热产品成为行业发展趋势。散热产品的关键制造技术是铝合金材料的钎焊。液冷板和均温板产品主要采用气氛保护炉钎焊或真空钎焊技术来进行制造，由于产能需求较大，实际生产多以气氛保护网带炉钎焊为主。在此大背景下，气氛保护网带炉钎焊方法得到广泛应用，其产能和效率均较好的满足了新能源汽车和通讯行业的发展需求，因而成为行业发展的关键制造技术。
网带炉钎焊铝合金产品必须使用到氟铝酸钾钎剂，即在零件的待钎焊表面涂覆氟铝酸钾钎剂。钎剂的主要作用是去除零件表面的氧化膜，防止表面发生进一步的氧化，提高钎料对铝合金零件的润湿性和流动性，起到助焊作用。
钎焊液冷板的钎剂涂覆可通过刷涂、喷粉和喷涂方式实施，受生产效率、可控性和重现性等因素影响，实际生产中液冷板主要采用喷涂方式来实现零件钎焊表面的钎剂涂覆。流程是先将粉状钎剂与蒸馏水混合后配置成所需浓度的钎剂悬浮液，采用喷涂设备将钎剂悬浮液喷涂到零件钎焊表面，通过烘干处理后，进行后续的钎焊工序。
目前，行业内生产厂家主要通过两种方式：调整钎剂悬浮液的浓度、调节喷涂设备的参数，结合目视检查来间接的控制零件表面的钎剂涂覆量，但一直没有精确量化控制。钎剂太少会导致钎料流动不畅、结合不良、更高的返修率和产品质量不稳定。钎剂量太多会造成产品钎剂过渡流动流淌和堆积，表面发灰并且有明显的钎剂残余物，流道变窄，焊合率降低。使用过多钎剂还增加了生产成本，还会污染夹具和炉膛，增加维护成本。
发明内容
鉴于现有的液冷板钎剂涂覆过程中存在的问题，提出了本发明。
为了实现以上目的，本发明的技术方案为：
一种钎焊液冷板钎剂涂覆量的控制方法，包括以下步骤：
S1、切割的方式加工出喷涂试样，试样采用金属板材质，测量试样长度L和宽度W，使用精度为0.01克的称量仪器测量出喷涂前所述试样的重量，记录金属板型号、长度L、宽度W和重量M1；
S2、调配钎剂悬浮液记录浓度ρ，调节喷涂参数：固化喷涂设备的喷涂压力P、喷涂速度V1、喷涂网带速度V2参数，在喷涂设备中对试样喷涂钎剂，烘干后测量带钎剂试样的重量M2，记录以上喷涂参数和重量M2；
按此公式计算：钎剂涂覆量a1（克/平方米）=（M2-M1）/（L*W）,记录a1；
S3、比较试样钎剂涂覆量a1与标准钎剂涂覆量a，当a1＜a时，将试样表面的钎剂洗净烘干，增加钎剂悬浮液的浓度，重复S2步骤，直至a1=a；同理当a1＞a时，将试样表面的钎剂洗净烘干，减小钎剂悬浮液的浓度，重复S2，直至a1=a，需要说明的时，当a为一个数值范围时，a1只要满足于a数值范围内的一个数值即可；
S4、按照上述试验确定的钎剂悬浮液浓度ρ和喷涂参数，进行产品的喷涂钎剂正式生产。
在一些较优的实施例中，在S3步骤执行3次后，a1仍然不等于a，以钎剂悬浮液浓度ρ为横坐标，钎剂涂覆量a1为纵坐标用计算机绘制曲线；找出钎剂涂覆量为a时候，曲线上钎剂悬浮液浓度ρ1，按照上述试验确定的钎剂悬浮液浓度ρ1和喷涂参数，进行正式产品的喷涂钎剂生产。
在一些较优的实施例中，s4后还包括步骤S5,将以上试样钎剂涂覆量a1为标准钎剂涂覆量a，记录的金属板型号、长度L、宽度W和重量M1、M2,钎剂悬浮液记录浓度ρ0、产品型号和喷涂参数，并建立到数据库；S1之前还包括步骤S0：比对数据库，目标金属型号和标准钎剂涂覆量a与数据库中某一数据组中以上两个参数都一致时，则按数据组中的喷涂参数，以及对应的钎剂悬浮液记录浓度ρ0、产品型号对正式产品的喷涂钎剂生产；比对结果不一致，则执行s1-s4步骤。
在一些较优的实施例中，所述S4步骤之后还包括S6,将喷涂钎剂的产品进行检测，检测不合格时，将喷涂金属板试样清洗干净并烘干，放置在产品附近，随产品同步进行钎剂喷涂，烘干后，将试样进行称重记录重量M3，按公式计算：钎剂涂覆量a2（克/平方米）=（M3-M1）/（L*W）,比较a2与a。
在一些较优的实施例中，所述金属板为厚度不大于1mm薄壁金属板。
在另一些较优的实施例中，所述金属板材质与产品材质相同。
与现有技术相比，本发明的主要优点：
1、实现了钎剂涂覆量的量化控制
行业内主要采用外观检查并结合经验的方式来进行液冷板钎剂喷涂量的控制，也给不出产品实际钎剂涂覆量，该种方法在生产中并不能有效控制产品表面钎剂涂覆用量。由于钎剂的主要作用是去除产品表面的氧化膜，防止表面发生进一步的氧化，提高钎料对铝合金产品的润湿性和流动性，起到助焊作用。在实际生产中，大多数厂家喷涂钎剂量偏大，有利于钎缝成形，提高密封性能检测通过率。但是钎剂量多，会造成产品表面发灰并且有明显的钎剂残余物，流道变窄，焊合率降低。使用过多钎剂还增加了生产成本，还会污染夹具和炉膛，增加维护成本。当需要进行钎剂喷涂量调整时，没有数据参考和可控性。
本发明采用对试样喷涂钎剂的方法来间接实现产品表面钎剂涂覆量的量化控制方法，通过测量试样喷涂钎剂前后的重量差值，除以试样平面面积来得到单位面积的钎剂涂覆量。基于这种方法得到的钎剂量数据，调整钎剂悬浮液的浓度和喷涂参数，可以精确控制试样表面的钎剂量，满足用量需求，通过固定钎剂悬浮液的浓度和喷涂参数，间接控制实际产品表面的钎剂涂覆量。
2、提供了尺寸过大或过小产品的钎剂量管控的方法
随着新能源汽车的发展，液冷板尺寸越来越大，产品重量也越来越重。尺寸最大可达1.8米*1.4米，重量可达7Kg，按照钎剂涂覆量为5克/平方米计算，钎剂重量远小于产品重量，约为产品重量的0.15%。直接使用产品进行喷涂前后的重量测量，既不方便拿取，也没有合适大小的称重系统可用；如采用大量程电子秤，测量精度满足不了，误差较大。
本发明提供了喷涂试样替代实际产品的方法来进行钎剂涂覆量的管控。制作出尺寸便于使用、重量便于精确测量的试样。对试样喷涂钎剂后，测量试样前后的重量差值来得出钎剂涂覆量。相比较对产品喷涂钎剂前后的重量测量来说，操作简单方便，节省钎剂，效率高。
对于尺寸过小的产品，同理采用放大原理制作喷涂试样，也可实现需对实际产品钎剂涂覆量的间接控制。
3、可以在喷涂生产时进行钎剂用量的复验
在生产时，试样放置在产品附近，随产品同步进行钎剂喷涂，烘干后，对试样进行重量检测，确认钎剂涂覆量是否符合相关技术要求。起到钎剂涂覆量生产的过程检测的作用。
4.建立了计算机辅助控制系统
建立数据库，主要是为了记录试样型号，产品型号，钎焊参数，也是方便进行各产品型号与钎焊参数对应，指导各产品型号的参数的快速选取与喷涂生产。
附图说明
图1 实施例1中试样和产品在钎焊炉中喷涂结构示意图；
图中：喷涂设备101、试样102；产品103；网带104。
具体实施方式
本发明提供一种钎焊液冷板钎剂涂覆量的控制方法，包括以下步骤：
S1、切割的方式加工出喷涂试样，试样采用金属板材质，测量试样长度L和宽度W，使用精度为0.01克的称量仪器测量出喷涂前所述试样的重量，记录金属板型号、长度L、宽度W和重量M1；
S2、调配钎剂悬浮液记录浓度ρ，调节喷涂参数：固化喷涂设备的喷涂压力P、喷涂速度V1、喷涂网带速度V2参数，在喷涂设备中，对试样喷涂钎剂，烘干后测量带钎剂试样的重量M2，记录以上喷涂参数和重量M2；
按此公式计算：钎剂涂覆量a1（克/平方米）=（M2-M1）/（L*W）,记录a1；
S3、比较试样钎剂涂覆量a1与标准钎剂涂覆量a，当a1＜a时，将试样表面的钎剂洗净烘干，增加钎剂悬浮液的浓度，重复S2步骤，直至a1=a；同理当a1＞a时，将试样表面的钎剂洗净烘干，减小钎剂悬浮液的浓度，重复S2，直至a1=a；
S4、按照上述试验确定的钎剂悬浮液浓度ρ和喷涂参数，进行产品的喷涂钎剂正式生产。
为了减少试样喷涂测试次数，节约工序和成本，在S3步骤执行3次后，a1仍然不等于a，以钎剂悬浮液浓度ρ为横坐标，钎剂涂覆量a1为纵坐标用计算机绘制曲线，如在excel中绘制曲线并得出曲线公式；参照绘制曲线和曲线公式，找出钎剂涂覆量为a时候，曲线上钎剂悬浮液浓度ρ1，按照上述试验确定的钎剂悬浮液浓度ρ1和喷涂参数，进行正式产品的喷涂钎剂生产。
进一步的，s4后还包括步骤S5,将以上试样钎剂涂覆量a1为标准钎剂涂覆量a，记录的金属板型号、长度L、宽度W和重量M1、M2,钎剂悬浮液记录浓度ρ0、产品型号和喷涂参数，并建立到数据库；S1之前还包括步骤S0：比对数据库，目标金属型号和标准钎剂涂覆量a与数据库中某一数据组中以上两个参数都一致时，则按数据组中的喷涂参数，以及对应的钎剂悬浮液记录浓度ρ0、产品型号对正式产品的喷涂钎剂生产，运用计算机系统进行行辅助，提供数据支持，减少相同产品的试样，实现快速精准的选取喷涂参数，提高生产效率；比对结果不一致，则执行s1-s4步骤，再将获得的参数记录到数据库中。
在生产时，S4步骤之后还包括S6：将S1中的试样清洗干净并烘干，放置在产品附近，随产品同步进行钎剂喷涂，烘干后，将试样进行称重记录重量M3，按公式计算：钎剂涂覆量a2（克/平方米）=（M3-M1）/（L*W）,比较a2与a。当a2不在a有效范围内，需要检查钎剂悬浮液的浓度是否符合设定值、喷涂压力是否为原设定压力以及其他喷涂参数是否都在预定范围内，并将其调整为正确的喷涂参数。对试样表面钎剂涂覆量检测，可在生产过程中随时检测，高效且简单。有助于在产品表面喷涂的钎剂出现色差、分布不均匀等异常现象之前就采取措施，调整不稳定的喷涂参数，提高生产的可靠性和稳定性。
进一步的，所述金属板为厚度不大于1mm薄壁金属板。试样为薄壁金属板，优选的为薄壁铝板切割而成，加工简单，成本低，周期短。通过这种控制方法，有效解决了液冷板尺寸过大或通讯产品过小导致无法测量实际钎剂量的问题，可实现液冷板及类似产品钎剂涂覆量的定量控制，钎剂涂覆量的控制可以达到0.5克/平方米，满足了对产品钎剂用量精确管控的要求。试样可重复使用，利用率高，无材料浪费。
材质设成与产品材质相同时，使得对产品用量钎剂更加精准。
下面，本发明将详细地描述实验实施例。但是，以下实验实施例仅用作示例说明的目的，本领域技术人员可以理解本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
（1）将0.4mm厚的3003铝合金板采用激光切割成500*300的喷涂试样，即长度为500mm，宽度为300mm；
（2）采用量程为1Kg，精度为0.01克的电子天平对500*300的试样称重，记录重量为162.0克；
（3）调配好浓度为15%的钎剂悬浮液，调节喷涂速度为1600mm/min，喷涂压力0.2MPa、网带速度为2100mm/min，如图1所示，将试样102与1840*1040*1.0的产品103一起放置在喷涂设备101的网带104上，启动喷涂开关进行钎剂喷涂；
（4）喷涂设备按照设定的参数对试样102和产品103进行同步喷涂；
（5）将烘干后的试样102和产品103取出，注意不要刮擦试样表面的钎剂；
（6）对带钎剂的试样102进行称重，记录重量为162.72克；
（7）按照上述计算公式计算单位面积钎剂涂覆量为：（162.72-162.0）/（0.5*0.3）=4.8克/平方米。满足5±0.5克/平方米的建议钎剂量；
（8）记录3003铝合金板、产品型号、钎剂悬浮液浓度15%，喷涂速度为1100mm/min，网带速度为1600mm/min到数据库，以便下次生产相同产品时候，直接采用钎剂悬浮液浓度15%，喷涂速度为1100mm/min，喷涂压力0.2MPa、带速度为2100mm/min，进行喷涂生产。
由于试样与液冷板产品在同一台设备，使用相同的喷涂参数进行喷涂，试样表面的钎剂涂覆量与产品保持一致，间接验证产品表面的钎剂涂覆量满足5±0.5克/平方米。
以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。
Claims (6)
1.一种钎焊液冷板钎剂涂覆量的控制方法，其特征在于:包括以下步骤：
S1、切割的方式加工出喷涂试样，所述试样采用金属板材质，测量所述试样长度L和宽度W，使用精度为0.01克的称量仪器测量出喷涂前所述试样的重量，记录金属板型号、长度L、宽度W和重量M1；
S2、调配钎剂悬浮液，记录浓度ρ，调节喷涂参数：固化喷涂设备的喷涂压力P、喷涂速度V1、喷涂网带速度V2参数，在喷涂设备中对所述试样喷涂钎剂，记录烘干后带钎剂试样的重量M2，并记录喷涂参数和重量M2；
按此公式计算：钎剂涂覆量a1（克/平方米）=（M2-M1）/（L*W）,记录a1；
S3、比较试样钎剂涂覆量a1与标准钎剂涂覆量a，当a1＜a时，将试样表面的钎剂洗净烘干，增加钎剂悬浮液的浓度，重复S2步骤，直至a1=a；同理当a1＞a时，将试样表面的钎剂洗净烘干，减小钎剂悬浮液的浓度，重复S2，直至a1=a；
S4、按照上述试验确定的钎剂悬浮液浓度ρ和喷涂参数，进行产品的喷涂钎剂生产。
2.根据权利要求1所述的一种钎焊液冷板钎剂涂覆量的控制方法，其特征在于:在S3步骤执行3次后，a1仍然不等于a，以钎剂悬浮液浓度ρ为横坐标，钎剂涂覆量a1为纵坐标用计算机绘制曲线；找出钎剂涂覆量为a时候，曲线上钎剂悬浮液浓度ρ1，按照上述试验确定的钎剂悬浮液浓度ρ1和喷涂参数，进行产品的喷涂钎剂正式生产。
3.根据权利要求1所述的一种钎焊液冷板钎剂涂覆量的控制方法，其特征在于: s4后还包括步骤S5,将以上试样钎剂涂覆量a1作为标准钎剂涂覆量a，记录的金属板型号、长度L、宽度W和重量M1、M2,钎剂悬浮液记录浓度ρ0、产品型号和喷涂参数，并建立到数据库；S1之前还包括步骤S0：比对数据库，目标金属型号和标准钎剂涂覆量a与数据库中某一数据组中以上两个参数都一致时，则按数据组中的喷涂参数，以及对应的钎剂悬浮液记录浓度ρ0、产品型号对正式产品的喷涂钎剂生产；比对结果不一致，则执行s1-s4步骤。
4.根据权利要求1所述的一种钎焊液冷板钎剂涂覆量的控制方法，其特征在于:所述S4步骤之后还包括S6,将喷涂钎剂的产品进行检测，检测不合格时，将所述试样清洗干净并烘干，放置在所述产品附近，随产品同步进行钎剂喷涂，烘干后，将试样进行称重记录重量M3，按公式计算：钎剂涂覆量a2（克/平方米）=（M3-M1）/（L*W）,比较a2与a。
5.根据权利要求1所述的一种钎焊液冷板钎剂涂覆量的控制方法，其特征在于:所述金属板为厚度不大于1mm薄壁金属板。
6.根据权利要求5所述的一种钎焊液冷板钎剂涂覆量的控制方法，其特征在于:所述金属板材质与产品材质相同。
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