CN207239483U - 一种cab无钎剂钎焊的焊片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种CAB无钎剂钎焊的焊片，包括钎料层，其特征在于所述的钎料层是高硅含镁层；所述钎料层的两侧包覆有皮层，构成三层复合结构；所述的皮层是低硅无镁层。本实用新型的多层钎焊片没有铝芯层，钎焊时焊片全部熔化，流入待钎焊区域，钎缝成形美观，产品质量好，无残留，无钎剂污染，产品钎焊效率高。由于采用三层结构，可以制成很薄的薄片，应用于复杂部件以及钎焊部位非常狭小的场合，如挤压零件、机加工零件等铝合金的CAB无钎剂钎焊，因而适用性非常广。同时本实用新型结构非常简单，制作工艺也较简单，可节省材料用量，降低制造成本。

Description

一种CAB无钎剂钎焊的焊片

技术领域

本实用新型涉及一种在铝合金热交换器上使用的钎焊片，尤其是涉及一种非氧化性气氛钎焊炉无钎剂钎焊的钎焊片，具体地说是一种CAB无钎剂钎焊的焊片。

背景技术

下文关于对合金成分或优选合金成分的任何说明，提到百分比时都是指重量百分比，除非另作说明。

铝合金热交换器的炉中钎焊方法主要有两种，一种为真空钎焊，另外一种为 CAB钎焊(可控气氛保护钎焊)。

真空钎焊利用抽真空系统对钎焊炉膛进行抽真空，保证炉膛真空度高于 3×10^{- 3}Pa，钎焊时利用钎焊复合板中的Mg元素在高温、高真空条件下的挥发去除铝合金表面氧化膜，从而实现钎焊。因此真空钎焊对炉体密封性要求高，抽真空系统复杂，并且真空条件下利用辐射加热，加热速率低，钎焊时间长。

CAB钎焊目前普遍采用Nocolok钎剂去除氧化膜，因此也称为CAB Nocolok 钎焊。Nocolok钎剂能够在非氧化性气氛条件下促进钎焊过程的进行，解决了真空钎焊效率低的缺点。但Nocolok钎焊增加了喷钎剂工序，造成了粉尘污染问题。此外，Nocolok钎焊后钎剂在产品中残留，无法清除干净，造成产品清洁度低，无法满足某些热交换器的高清洁度需求。

对此，最近提出了作为解决上述问题的钎焊方法的CAB无钎剂钎焊。

在中国专利申请公开号CN102089117B中，公开了一种钎焊铝板材。该钎焊铝板材具有五层结构，包括铝芯合金层、第一钎焊包覆层、以及设置在铝芯合金层和第一钎焊包覆层之间的第二钎焊包覆层；通过在第一钎焊包覆层材料中保持很低的镁含量，且可控制地有意添加镁到第二钎焊包覆层材料中，成功应用在不使用钎焊剂的可控气氛钎焊工艺中。这种结构的钎焊铝板材通常被用来制造成型或成形的产品。在某些场合，也可用作焊料使用，但是这种使用方法，其芯层起不到任何作用，故造成材料浪费。

另外，对于复杂结构的产品，如挤压、机械加工的法兰等铝合金热交换器零件，其原料通常为3XXX或6XXX的单层铝合金，而不是上述专利的5层钎焊复合板，因而需要外加钎焊材料才能焊接。常规的方法是采用厚度非常薄、成型性优良的钎焊箔制造成符合钎焊要求的钎焊圈，放入待钎焊区域进行钎焊。由于钎焊部位非常狭小，而上述5层钎焊复合板的厚度通常超过300μm，因此无法应用在这些空间狭小的场合。

此外，目前已经工业化生产的4045铝合金钎焊片和4104铝合金钎焊片，分别用于可控气氛保护Nocolok钎焊和真空钎焊，但这两种钎焊片无法用于CAB 无钎剂钎焊。

实用新型内容

本实用新型要解决的是现有技术存在的上述技术问题，旨在提供一种结构和工艺相对简单，用料较少，制造成本较低的CAB无钎剂钎焊的焊片。

为解决上述问题，本实用新型采用了以下技术方案：一种CAB无钎剂钎焊的焊片，包括钎料层，其特征在于所述的钎料层是高硅含镁层；所述钎料层的两侧包覆有皮层，构成三层复合结构；所述的皮层是低硅无镁层。

所述的高硅含镁层是含有5％至20％的硅和0.01％至3％的镁的铝硅合金钎焊材料；所述的低硅无镁层含有6％至14％的硅和小于0.01％镁的铝硅合金钎焊材料。

本实用新型的一种CAB无钎剂钎焊的焊片，钎料层为高硅含镁层，皮层为低硅无镁层。在钎焊过程中，钎料层内的Mg加热后扩散逸出，Mg与Al₂O₃生成颗粒状的MgAl₂O₄，弥散分布在铝合金表面，从而破坏了氧化膜的连续性，促进了钎料的润湿铺展，从而实现CAB无钎剂钎焊。与中国专利申请公开号 CN102089117B的技术相比，具有以下有益效果：

1、本实用新型的多层钎焊片没有铝芯层，钎焊时焊片全部熔化，流入待钎焊区域，钎缝成形美观，产品质量好，无残留，无钎剂污染，产品钎焊效率高。

2、本实用新型的焊片采用三层结构，可以制成很薄的薄片，应用于复杂部件以及钎焊部位非常狭小的场合，如挤压零件、机加工零件等铝合金的CAB无钎剂钎焊，因而适用性非常广。

3、本实用新型的三层钎焊片，结构非常简单，制作工艺也较简单，可节省材料用量，降低制造成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型多层铝合金CAB钎焊片的结构示意图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型的一种CAB无钎剂钎焊的焊片，包括钎料层2和包覆在钎料层两侧的皮层1、3，所述的钎料层2是含有5％至20％的硅和0.01％至3％的镁的铝硅合金钎焊材料，所述的皮层1、3是含有6％至14％的硅和小于0.01％镁的铝硅合金钎焊材料。

下面通过一组对比试验进一步阐述本实用新型的有益效果。

利用铸造设备中频感应电炉与模具，铸造长为300mm、宽为200mm、厚为 30mm的铸锭块，利用光谱分析仪测试合金化学成分如表1所示，其中A表示皮层合金，B表示钎料层合金。

表1测试的各层化学成分

层数	层的类型	Si	Mg	Al
					A1	皮层	8.25	-	余量
B1	钎料层	10.11	0.12	余量
					B2	钎料层	10.05	0.20	余量
B3	钎料层	12.05	0.20	余量
					B4	钎料层	10.20	-	余量
B5	钎料层	10.58	1.20	余量

对各层合金铸锭铣面，铣面后铸锭长为200mm，宽为150mm，厚度为20mm，对皮层和钎料层在热处理炉中进行500℃，2h均匀化退火，然后在热轧机上对钎料层和皮层进行单层热扎，钎料层轧至3mm，皮层轧至1mm，然后将皮层-钎料层-皮层三层焊接在一起，对三层复合合金进行500℃，2h均匀化退火后，再进行热轧至厚度1mm，然后在冷轧机上进行冷轧，冷轧至0.1mm。

本实用新型的焊片试样制作3个，分别是：1号试样为B1/A1/B1组合，2号试样为B2/A1/B2组合，3号试样为B3/A1/B3组合。

将现有技术的焊片制作成相同尺寸的试样，进行对比试验。其中，4号试样仅采用B4材料，该材料制作的焊片通常用于Nocolok钎焊；5号试样仅采用B5材料，该材料制作的焊片通常用于真空钎焊。

将本实用新型焊片试样1、2、3和比较例焊片试样4、5进行钎焊试验。钎焊试验按以下步骤进行：

(1)钎焊前将厚度为0.1mm的焊片剪成尺寸20mm×50mm，在焊片两侧分别放置厚度为1mm的20mm×50mm的3003铝合金，组成“三明治”结构；

(2)用弹性夹具装夹试样，保证装夹后试样上的3003铝合金与焊片充分贴合；

(3)把试样放入氮气保护连续炉中进行钎焊试验。为了防止炉体中的残留钎剂对钎焊过程的影响，钎焊试验必须在没有钎剂污染的钎焊炉中进行。钎焊温度为250℃-580-600-625-625℃，网带速率为500mm/min。冷却至50℃以下出炉；

(4)对每种焊片钎焊的试样从长边方向的中部剖开，并用金相显微镜观察钎焊情况。钎缝总长度为50mm，统计实际钎焊长度，并统计钎合率(钎焊上的长度/总长度)。

实施例1、2、3和比较例4、5的钎合率如表2所示。

表2不同钎焊的钎合率

样品	层的组合	钎合率
			1	B1/A1/B1	90％
2	B2/A1/B2	95％
			3	B3/A1/B3	100％
4	B4	0％
			5	B5	5％

从表2可见，比较例试样4的钎合率为0％，这是因为该焊片为常规的4045型，主要包含铝和硅元素，在没有钎剂的情况下无法除去零件表面的氧化膜，因而不能完成焊接。

比较例试样4的钎合率为5％。该焊片为常规的4104型，除了具有铝和硅元素，还包含镁和铋元素。虽然具有镁元素，同时铋元素也具有一定的浸润作用，然而由于焊片是单层结构，在加热过程中，钎料熔化前焊片表面已经被氧化，生成氧化镁，因而无法形成逸出效果。

本实用新型的实施例1、2、3，钎合率均在90％以上，这是因为本实用新型采用三层结构，钎料层为铝镁硅铋合金，皮层为不含镁铝合金。在焊接过程中，钎料层内的镁加热后产生逸出，破坏零件表面的氧化层，从而实现无钎剂钎焊。皮层的固相线温度高于钎料层，对钎料层起到保护作用，使钎料层熔化后镁元素不被氧化。

本实用新型的一种多层铝合金CAB钎焊片，可用于氮气保护无钎剂钎焊，因此具有以下特点：

1、可用于挤压零件、机加工零件等铝合金的CAB无钎剂钎焊。

2、产品钎焊效率高，无钎剂污染、产品质量好。

应该理解到的是：上述实施例只是对本实用新型的说明，而不是对本实用新型的限制，任何不超出本实用新型实质精神范围内的实用新型创造，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种CAB无钎剂钎焊的焊片，包括钎料层，其特征在于所述的钎料层是高硅含镁层；所述钎料层的两侧包覆有皮层，构成三层复合结构；所述的皮层是低硅无镁层。