CN1269610C - 无复合层冷拔管用于铝钎焊散热器的钎焊工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无复合层冷拔管或挤压管用于铝钎焊散热器的钎焊工艺改进，属于铝钎焊散热器的领域。其特征在于：①钎料补偿是在纯AA3003为材料的无复合冷拔管或挤压管配之以双面复合AA4343的散热带，同时增加主片材料复合层厚度；②重新调整装配后管孔与散热管上、下间隙和左、右的间隙；③升高钎焊区域的温度和延长工件在钎焊区的滞留时间。本发明由于钎焊工艺的改进，从而使钎焊的散热器在散热性能和抗腐蚀性均与采用复合材料高频管或B型管的散热器相当，完全满足散热器的各项技术指标，而成本又可大大降低，具有十分可观的经济效益。
Description
技术领域：
本发明涉及一种无复合层冷拔管用于铝钎焊散热器的钎焊工艺，更确切地说，以无复合层冷拔管取代目前使用的以双面复合铝合金为材料的高频焊接散热管或B型管。属于铝钎焊散热器领域。
背景技术：
钎焊是一种焊接技术，它是把被连接的母材加热到适当温度，同时应用钎料使被连接母材产生结合。钎料是指在钎焊时添加的焊接材料，它可以是纯金属，也可以是多元合金。用作钎料的材料应具有的特性是：①合适的熔化温度，其液相线应低于被连接母材的固相线；②在钎焊温度下能润湿母材，并通过与母材溶解、扩散、界面冶金反应，填充接头形成纤维，获得牢固的接头。
在汽车热交换器，如散热器、冷凝器、蒸发器和加热器散热部件的生产中，属于硬钎焊的铝钎焊已成为一种被乐于采用的工艺。这是因为铝具有良好的防腐性、可塑性和热导性，铝已成制造上述热交换器的理想材料。
正如上面所述，用作钎料的材料应具有的特性是铝钎料(Al-Si合金)的熔点应低于部件材料的熔点，通常在热交换器生产应用中，钎料是以薄片或复合铝合金的形式存在。当低熔点的复合层Ai-Si合金熔融流动时，钎料又作为结构材料，使其冷却后与部件形成金属结合。
在目前的铝钎焊散热器制造工艺中，散热管、散热带、主片或侧板等主要零件一般都采用上述复合材料。按实际需要，又可选用单面复合材料或双面复合材料。其中散热管一般采用以双面复合铝合金为材料的高频焊接管或B型管(如图1、2、3)，这种管用复合铝合金材料的母材一般采用钎焊性较好的铝锰(Al-Mn)合金AA3003，一边包覆低熔点的铝硅(Al-Si)合金AA4343作为钎料，而另一边则包覆铝锌(Al-Zn)合金AA7072作为防腐层。复合层的厚度一般为材料厚度的8％～10％。而散热带材料有两种，可采用以AA3003为母材，两边均包覆AA4343；也可采用纯AA3003，无复合层。然后，通过气体保护炉中钎焊的工艺将散热管与散热带及其它零件焊接起来。目前，国内外的铝钎焊散热器制造业中为保证散热器的焊接质量，均选用这种以双面复合铝合金为材料的高频焊接散热管或B型散热管。
然而，双面复合材料的高频焊接散热管或B型散热管在材料成本和设备投资上均较高。能否用无复合层的冷拔管替代，只是在工艺上进行适当改进，以期可获得可观的经济效益，这是本领域技术人员所渴望的。
发明内容：
基于以上构思，本发明的目的在于提供一种无复合层的冷拔管(或称挤压管)用于铝钎焊散热器的钎焊工艺改进，以取代目前的双面复合铝合金为材料的高频焊接散热管或B型散热管。有望在材料成本上，设备投资上大大降低，取得较大经济效益。
本发明的目的是通过下面三个改进措施实施的，亦即本发明具有以下三个特征。首先是钎料的补偿手段，选用材料为纯AA3003(铝锰合金)的无复合层冷拔管(挤压管)作为散热管，厚度一般为0.30～0.35mm之间，为保证钎焊质量而配之以双面复合AA4343的散热带，复合层厚度为材料厚度的8～12％；同时增加主片材料的复合层厚度，从原有主片复合层厚度为材料厚度的8％，现增加到10～12％；特征之二是在装配过程中重新调整主片管孔与散热管之间的间隙，使装配后管孔与散热管上、下间隙，从原来的0.04mm～0.06mm调整到0.02mm～0.03mm，管孔与散热管左、右间隙，从0.12mm～0.08mm调整到0.06mm～0.04mm，其调整减少幅度约为50％左右；间隙调整是通过改进装配时的扩口刀具方法实现的；特征之三钎焊工艺修整，在原来高频管或B型管的钎焊工艺参数上升高钎焊区域的温度以及延长工件在钎焊区的滞留时间，以使钎料能更充分熔融、流动、填缝，从而更好的完成钎焊目的，通常钎焊温度提高10～20℃，滞留时间增加25～50％
通过上述三个改进措施实施，实现了采用无复合层冷拔管(或挤压管)的散热器在散热性能和抗腐蚀性方面均与采用复合材料高频管或B型管的散热器相当的目的，完全满足散热器的各项技术指标。冷拔管制散热器与B型管制散热器的试验结论对比：
| 散热性能试验 | 振动试验 | 耐腐蚀试验 | |
| 试验要求 | 散热量≥43.4kw | 试验后散热器无断裂，无泄露 | 试验后散热器无断裂，无泄露 |
| B型管制散热器 | 47.16kw | 满足要求 | 满足要求 |
| 冷拔管制散热器 | 45.78kw | 满足要求 | 满足要求 |
本发明的优点是显而易见的：
(1)采用工艺上的改进，使无复合层冷拔管(或挤压管)的铝钎焊散热器的技术性能指标完全满足要求，且与采用复合材料高频焊接管或B型管的散热器相当；
(2)由于无复合层，所以钎焊后产品尺寸上变形变小；
(3)不必重新添加设备或工装，加上无复合层冷拔管的使用从而可大大降低铝钎焊散热器的制造成本。以规格为14.5×16.8×412和16×2.5×796的散热管为例，选用规格为14.5×1.68×412散热管的1301000MX散热器，原采用双面复合材料的B型散热管加双面复合材料的散热带，每个散热器管带材料成本为138.57元，而采用无复合层冷拔管(挤压管)加双面复合材料的散热带，每个散热器管带材料成本为62.93元，以年产量3万台套计算，每年管带材料成本能节约226.92万元；选用规格为16×2.5×796散热管的52489281散热器，原采用双面复合材料的高频焊接散热管加无复合层材料的散热带，每个散热器管带材料成本为111.3元，而采用无复合层冷拔管(挤压管)加双面复合材料的散热带，每个散热器管带材料成本为62.34元，也以年产量3万台套计算，每年管带材料成本能节约146.88万元。由此可见，本发明提供的技术具有可观的经济价值。
附图说明：
图1是现有技术中散热管用材料组成示意图。
图2是现有技术中高频焊接管用材料组成示意图。
图3是现有技术中B型管用材料组成示意图。
图4是调整前后主片管与散热管之间的间隙示意图。
4-1调整前 4-2调整后
图中：
1-上、下间隙 2-左、右间隙
具体实施方式：
通过下面实施例，以进一步说明本发明实质性特点和显著的进步。但本发明决非仅局限于实施例。
实施例1
如图4所示，以AA3003铝锰合金制成无复合层挤压管作为散热管，散热带双面复合AA4343(低熔点铝硅合金)，复合层的厚度为材料的10％左右，主片材料的复合层厚度增加到10％，同时调整主片管孔与散热管之间的间隙，使装配后管孔与散热管的上、下间隙从原来的0.05mm调整到0.025mm，而管孔与散热管的左、右间隙从调整前的0.1mm调整到0.05mm，调整幅度均为50％左右，第三是使钎焊温度比常用的钎焊以AA4343为复合层的高频焊接散热管提高15℃，而滞留时间增加25％，以保证钎料充分熔融、扩散。从而使焊接的质量与采用复合管时相当，满足使用要求。而成本大大降低，变形量减少。
Claims (9)
1、一种无复合层冷拔管用于铝钎焊散热器的钎焊工艺，包括清洗、组装、钎料涂布、干燥、钎焊和冷却工艺流程，其特征在于：
①选用纯AA3003的无复合冷拔管或挤压管作散热管，配之以双面复合AA4343的散热带，作为钎料补偿的手段，同时增加主片材料复合层厚度；
②调整装配后管孔与散热管上、下间隙和左、右的间隙；
③升高钎焊区域的温度和延长工件在钎焊区的滞留时间。
2、根据权利要求1所述的无复合层冷拔管用于铝钎焊散热器的钎焊工艺，其特征在于所述的无复合层的冷拔管或挤压管壁厚0.30～0.35mm。
3、根据权利要求1或2所述的无复合层冷拔管用于铝钎焊散热器的钎焊工艺，其特征在于所述的无复合冷拔管或挤压管配之的散热带双面复合层厚度为材料厚度的8～12％；主片复合层厚度从原来为材料厚度的8％增加到10～12％。
4、按权利要求1所述的无复合层冷拔管用于铝钎焊散热器的钎焊工艺，其特征在于装配后管孔与散热管上、下间隙从0.04～0.06mm调整到0.02～0.03mm，管孔与散热管左、右间隙从0.12～0.08mm调整到0.06～0.04mm，调整减少幅度为50％。
5、按权利要求1或3所述的无复合层冷拔管用于铝钎焊散热器的钎焊工艺，其特征在于装配后管孔与散热管上、下间隙和左、右间隙调整是通过改进装配时的扩口刀具方法实现的。
6、按权利要求1所述的无复合层冷拔管用于铝钎焊散热器的钎焊工艺，其特征在于钎焊温度升高10～20℃，滞留时间增加25～50％。
7、按权利要求1、2或6所述的无复合层冷拔管用于铝钎焊散热器的钎焊工艺，其特征在于无复合层冷拔管或挤压管配之的散热带双面复合层厚度为材料厚度的10％，主片材料的复合金属厚度增加到10％；管孔和散热管的上、下间隙调整为0.025mm，左右间隙调整到0.05mm；钎焊温度提高15℃，滞留时间增加25％。
8、按权利要求3所述的无复合层冷拔管用于铝钎焊散热器的钎焊工艺，其特征在于无复合层冷拔管或挤压管配之的散热带双面复合层厚度为材料厚度的10％，主片材料的复合金属厚度增加到10％；管孔和散热管的上、下间隙调整为0.025mm，左右间隙调整到0.05mm；钎焊温度提高15℃，滞留时间增加25％。
9、按权利要求5所述的无复合层冷拔管用于铝钎焊散热器的钎焊工艺，其特征在于无复合层冷拔管或挤压管配之的散热带双面复合层厚度为材料厚度的10％，主片材料的复合金属厚度增加到10％；管孔和散热管的上、下间隙调整为0.025mm，左右间隙调整到0.05mm；钎焊温度提高15℃，滞留时间增加25％。
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