RU2623543C1 - Method of flux-free soldering of aluminium products - Google Patents
Method of flux-free soldering of aluminium products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2623543C1 RU2623543C1 RU2016104448A RU2016104448A RU2623543C1 RU 2623543 C1 RU2623543 C1 RU 2623543C1 RU 2016104448 A RU2016104448 A RU 2016104448A RU 2016104448 A RU2016104448 A RU 2016104448A RU 2623543 C1 RU2623543 C1 RU 2623543C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- product
- getter
- temperature
- hours
- vacuum
- Prior art date
Links
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к пайке, в частности к способам бесфлюсовой пайки алюминиевых изделий, например пластинчато-ребристых теплообменников. Способ может найти применение в различных отраслях техники.The invention relates to brazing, in particular to methods for flux-free brazing of aluminum products, for example plate-fin heat exchangers. The method can find application in various fields of technology.
Известен способ бесфлюсовой пайки алюминия и его сплавов в вакууме в присутствии паров магния (см. US 3321828 (А), опубл. 30.05.1967), заключающийся в том, что в вакуумную печь рядом с собранными паяемыми деталями помещают навески металла, содержащего магний, производят вакуумирование и нагрев до температуры пайки. Пары магния, способствующие пайке алюминия, образуются за счет испарения с поверхности навесок металла. Недостатком этого способа является конденсация паров магния на стенках камеры печи, экранов, нагревательных элементов и вакуумной системы, что может привести к выходу их строя и требует их периодической очистки.A known method of flux-free brazing of aluminum and its alloys in vacuum in the presence of magnesium vapor (see US 3321828 (A), publ. 05/30/1967), which consists in the fact that in a vacuum furnace next to the assembled brazed parts are placed samples of metal containing magnesium, produce evacuation and heating to soldering temperature. Magnesium vapors, which contribute to the brazing of aluminum, are formed due to evaporation from the surface of metal suspensions. The disadvantage of this method is the condensation of magnesium vapor on the walls of the furnace chamber, screens, heating elements and a vacuum system, which can lead to their failure and requires periodic cleaning.
Известен способ бесфлюсовой пайки алюминиевых конструкций, принятый за прототип (см. RU 2124971 С1, опубл. 07.05.1997), в котором паяемое изделие собирают с размещением в зоне пайки припоя на основе силумина, загружают изделие с твердым неиспаряемым геттером в камеру печи, многократно вакуумируют камеру с последующим заполнением после каждого вакуумирования инертным газом с точкой росы не выше -90°С с содержанием кислорода не более 5⋅10-5 об. %, нагревают изделие до температуры пайки инертным газом, циркуляцию и повышение температуры которого обеспечивают аэродинамическими нагревателями, встроенными в камеру печи, причем нагрев изделия и геттера ведут одновременно, после нагрева до 300-320°С дегазируют изделие и геттер в вакууме (1-9)⋅10-2 Па в течение 1-10 ч, после нагрева до 500-520°С дегазируют изделие и геттер в вакууме (1-9)⋅10-1 Па в течение 1-3 ч, а охлаждение изделия до 400-450°С ведут в статической атмосфере инертного газа. Способ обеспечивает получение прочноплотных паяных соединений без присутствия в припое магния и его паров в камере пайки и поэтому не требует очистки стенок камеры, экранов, нагревательных элементов и вакуумной системы. Однако недостатком указанного способа является необходимость предварительной очистки инертного газа от примесей кислорода и паров воды, а также многократного вакуумирования камеры с целью дегазации изделия и геттера в процессе нагрева.A known method of flux-free brazing of aluminum structures, adopted as a prototype (see RU 2124971 C1, publ. 05/07/1997), in which the brazed product is assembled with the placement of solumin based solumin in the soldering zone, the product is loaded with a solid non-volatile getter into the furnace chamber, repeatedly the chamber is evacuated, followed by filling after each evacuation with an inert gas with a dew point of not higher than -90 ° C with an oxygen content of not more than 5⋅10 -5 vol. %, they heat the product to an inert gas soldering temperature, the circulation and temperature increase of which is ensured by aerodynamic heaters built into the furnace chamber, and the product and getter are heated simultaneously, after heating to 300-320 ° C, the product and getter are degassed in vacuum (1-9 ) ⋅10 -2 Pa for 1-10 hours, after heating to 500-520 ° С, the product and getter are degassed in vacuum (1-9) ⋅10 -1 Pa for 1-3 hours, and the product is cooled to 400- 450 ° C lead in a static atmosphere of inert gas. The method provides for the production of high-density soldered joints without the presence of magnesium and its vapor in the solder chamber in the solder and therefore does not require cleaning of the chamber walls, screens, heating elements and the vacuum system. However, the disadvantage of this method is the need for preliminary purification of an inert gas from oxygen impurities and water vapor, as well as multiple evacuation of the chamber in order to degass the product and getter during heating.
Цель настоящего изобретения состоит в улучшении процессов бесфлюсовой пайки в вакуумных печах.An object of the present invention is to improve flux-free brazing processes in vacuum furnaces.
Технический результат - упрощение процесса бесфлюсовой пайки алюминиевых изделий.The technical result is a simplification of the process of flux-free brazing of aluminum products.
Технический результат достигается тем, что способ бесфлюсовой пайки алюминиевых изделий, преимущественно пластинчато-ребристых теплообменников, включает сборку деталей изделия с размещением в зоне пайки припоя на основе силумина, загрузку изделия с твердым неиспаряемым геттером в камеру печи и ее вакуумирование, нагрев изделия одновременно с геттером до температуры пайки и последующее охлаждение, нагрев ведут в вакууме (1-5)⋅10-3 Па с периодическими выдержками при температуре 180-200°С и 520-550°С в течение 1-5 часов для выравнивания поля температур в изделии, выдерживают изделие при температуре пайки в течение 1-5 часов, а охлаждение изделия и геттера осуществляют в вакууме с промежуточной выдержкой при температуре 480-500°С в течение 1-3 часов для регенерации геттера, дальнейшее охлаждение до 100°С ведут в вакууме, после чего изделие с твердым неиспаряемым геттером охлаждают на воздухе.The technical result is achieved by the fact that the method of flux-free brazing of aluminum products, mainly plate-fin heat exchangers, involves assembling the parts of the product with placement of silumin-based solder in the soldering zone, loading the product with a solid non-volatile getter into the furnace chamber and evacuating it, heating the product simultaneously with the getter to a temperature of soldering and subsequent cooling, heating is carried out in vacuo (1-5) ⋅10 -3 Pa with periodic exposures at temperature 180-200 ° C and 520-550 ° C for 1-5 hours to equalize the field rate atures in the product, withstand the product at the soldering temperature for 1-5 hours, and cooling the product and getter is carried out in vacuum with an intermediate exposure at a temperature of 480-500 ° C for 1-3 hours to regenerate the getter, further cooling to 100 ° C lead in a vacuum, after which the product with a solid non-volatile getter is cooled in air.
Непосредственно в процессе нагрева и пайки дополнительная очистка атмосферы камеры производится с помощью неиспаряемого геттера, активность которого по отношению к окислителям (кислороду и парам воды) выше, чем у алюминиевых сплавов и стали 12Х18Н10Т (материал камеры). Поэтому геттер, находясь в камере пайки, будет окисляться в первую очередь, создавая тем самым условия, необходимые для пайки алюминиевых изделий. Паяемое изделие собирают с размещением в зоне пайки припоя на основе силумина, загружают изделие с твердым неиспаряемым геттером в камеру печи, нагревают изделие вместе с геттером в вакууме. Способ реализуется следующим образом.Directly during heating and soldering, additional purification of the chamber atmosphere is carried out using an non-evaporative getter, whose activity with respect to oxidizing agents (oxygen and water vapor) is higher than that of aluminum alloys and steel 12X18H10T (chamber material). Therefore, the getter, being in the soldering chamber, will be oxidized in the first place, thereby creating the conditions necessary for the soldering of aluminum products. The brazed product is assembled with silumin-based solder placed in the soldering zone, the product with a solid non-evaporative getter is loaded into the furnace chamber, the product is heated together with the getter in a vacuum. The method is implemented as follows.
Паяемое изделие собирают с размещением припоя в зоне пайки и устанавливают в печь вместе с геттером в виде пластин, например, из пористого титана. Применение неиспаряемого геттера при пайке алюминиевых сплавов позволяет вести процесс пайки практически в безокислительной атмосфере. Камеру вакуумируют до давления (1-5)⋅10-3 Па. Нагрев изделия вместе с геттером от комнатной температуры до температуры пайки производят в вакууме с промежуточными выдержками для выравнивания поля температур изделия. Охлаждение осуществляют с выдержкой при температуре 480-500°С в течение 1-5 часов для регенерации геттера, что обеспечивает возможность многократного его использования.The brazed product is assembled with the placement of solder in the soldering zone and installed in the furnace with a getter in the form of plates, for example, of porous titanium. The use of non-volatile getter during brazing of aluminum alloys allows the brazing process to be carried out practically in an oxygen-free atmosphere. The chamber is evacuated to a pressure of (1-5) ⋅10 -3 Pa. The product is heated together with the getter from room temperature to the soldering temperature in a vacuum with intermediate shutter speeds to equalize the temperature field of the product. Cooling is carried out with exposure at a temperature of 480-500 ° C for 1-5 hours for regeneration of the getter, which makes it possible to reuse it.
Приведенный режим нагрева и использование неиспаряемого геттера позволяет вести процесс пайки практически в безокислительной атмосфере, что обеспечивает получение в изделиях прочноплотных соединений. Установлено, что при пайке, например, алюминиевого сплава АМц эвтектическим силумином прочность на срез паяных соединений составляет 100 МПа.The given heating mode and the use of an non-evaporative getter allows the soldering process to be carried out practically in an non-oxidizing atmosphere, which ensures the production of tight joints in products. It was found that when brazing, for example, aluminum alloy AMts with eutectic silumin, the shear strength of the brazed joints is 100 MPa.
Пакет пластинчато-ребристого теплообменника, собранный в сборочно-паяльном приспособлении, устанавливают вместе с геттером в вакуумную печь. Камеру вакуумируют до давления 3⋅10-3 Па. Затем осуществляют нагрев и пайку пакета в вакууме (1-5)⋅10-3 Па с выдержками при температуре 180-200°С и 520-550°С в течение 1-5 часов для выравнивания поля температур в изделии, выдерживают изделие при температуре пайки в течение 1-5 часов, а охлаждение изделия и геттера осуществляют в вакууме с промежуточной выдержкой - при температуре 480-500°С в течение 1-3 часов для регенерации геттера, дальнейшее охлаждение до 100°С ведут в вакууме, после чего изделие с твердым неиспаряемым геттером охлаждают на воздухе. Паяный пакет испытан на прочность давлением 12,5 кг/см2.A plate-fin heat exchanger package assembled in an assembly-soldering device is installed together with a getter in a vacuum oven. The chamber is evacuated to a pressure of 3⋅10 -3 Pa. Then the package is heated and brazed in vacuum (1-5) ⋅10 -3 Pa with holdings at a temperature of 180-200 ° С and 520-550 ° С for 1-5 hours to equalize the temperature field in the product, the product is kept at a temperature soldering for 1-5 hours, and cooling the product and getter is carried out in vacuum with an intermediate exposure - at a temperature of 480-500 ° C for 1-3 hours to regenerate the getter, further cooling to 100 ° C is carried out in vacuum, after which the product with a solid non-volatile getter cooled in air. The soldered bag was tested for strength with a pressure of 12.5 kg / cm 2 .
Технический результат при осуществлении изобретения достигается за счет применения неиспаряемого геттера при нагреве изделия и геттера в вакууме с периодическими выдержками для выравнивания поля температур в изделии и охлаждения изделия и геттера в вакууме с промежуточной выдержкой для регенерации геттера.The technical result in the implementation of the invention is achieved through the use of non-volatile getter when heating the product and getter in vacuum with periodic extracts to equalize the temperature field in the product and cooling the product and getter in vacuum with an intermediate exposure for regeneration of the getter.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016104448A RU2623543C1 (en) | 2016-02-10 | 2016-02-10 | Method of flux-free soldering of aluminium products |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016104448A RU2623543C1 (en) | 2016-02-10 | 2016-02-10 | Method of flux-free soldering of aluminium products |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2623543C1 true RU2623543C1 (en) | 2017-06-27 |
Family
ID=59241427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016104448A RU2623543C1 (en) | 2016-02-10 | 2016-02-10 | Method of flux-free soldering of aluminium products |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2623543C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2675326C1 (en) * | 2017-11-29 | 2018-12-18 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт точных приборов" (АО "НИИ ТП") | Method of high-temperature soldering of parts from aluminum heat-strengthened alloys |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59225893A (en) * | 1983-06-08 | 1984-12-18 | Hitachi Ltd | Joining method of ti or ti alloy to al or al alloy |
| SU1543711A1 (en) * | 1988-05-18 | 1997-02-27 | В.Е. Курташин | Method of fluxless soldering of aluminium structures |
| RU2124971C1 (en) * | 1997-05-07 | 1999-01-20 | Открытое акционерное общество криогенного машиностроения | Aluminium articles fluxless soldering method |
| RU2468900C1 (en) * | 2011-04-18 | 2012-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Device for soldering in controlled atmosphere |
| RU2569856C2 (en) * | 2013-12-24 | 2015-11-27 | Виктор Никонорович Семенов | Soldering method of heat exchanger |
-
2016
- 2016-02-10 RU RU2016104448A patent/RU2623543C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59225893A (en) * | 1983-06-08 | 1984-12-18 | Hitachi Ltd | Joining method of ti or ti alloy to al or al alloy |
| SU1543711A1 (en) * | 1988-05-18 | 1997-02-27 | В.Е. Курташин | Method of fluxless soldering of aluminium structures |
| RU2124971C1 (en) * | 1997-05-07 | 1999-01-20 | Открытое акционерное общество криогенного машиностроения | Aluminium articles fluxless soldering method |
| RU2468900C1 (en) * | 2011-04-18 | 2012-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Device for soldering in controlled atmosphere |
| RU2569856C2 (en) * | 2013-12-24 | 2015-11-27 | Виктор Никонорович Семенов | Soldering method of heat exchanger |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2675326C1 (en) * | 2017-11-29 | 2018-12-18 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт точных приборов" (АО "НИИ ТП") | Method of high-temperature soldering of parts from aluminum heat-strengthened alloys |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6468983B2 (en) | Aluminum alloy brazing sheet, manufacturing method thereof, aluminum alloy sheet and heat exchanger | |
| EP3392214B1 (en) | Method for manufacturing tempered vacuum glass and production line therefor | |
| EP3401287B1 (en) | Method for manufacturing tempered vacuum glass | |
| WO2015152041A1 (en) | Method for producing metal laminate material | |
| US20170282271A1 (en) | Brazing furnace and aluminum-material brazing method | |
| US20190217409A1 (en) | Method and apparatus for manufacturing a brazed heat exchanger | |
| RU2623543C1 (en) | Method of flux-free soldering of aluminium products | |
| WO2017065191A1 (en) | Aluminum alloy brazing sheet, and brazing method | |
| WO2016067682A1 (en) | Brazing furnace and brazing method for aluminum material | |
| JP5366395B2 (en) | Flux recovery device | |
| US20130199763A1 (en) | Manufacturing Method Of Heat Exchanger, And Heat Exchanger Manufactured By Such Manufacturing Method | |
| JP2014185386A (en) | Aluminum alloy fin material for soldering and fin cladding material | |
| JP2012024827A (en) | Fluxless brazing method of aluminum material and aluminum alloy brazing sheet for fluxless brazing | |
| JP2014037576A (en) | Brazing sheet made of aluminum alloy, and method for brazing the same | |
| KR20160150373A (en) | Plate for heat exchanger for transition liquid phase bonding | |
| US9053917B2 (en) | Vacuum fired and brazed ion pump element | |
| JP6763036B2 (en) | Aluminum alloy brazing sheet, its manufacturing method, aluminum alloy sheet and heat exchanger | |
| RU2124971C1 (en) | Aluminium articles fluxless soldering method | |
| JP5953019B2 (en) | Manufacturing method of aluminum heat exchanger with high strength and high corrosion resistance | |
| JP2006035232A (en) | Brazing method | |
| CN103406627A (en) | Nitrogen-protected brazing method of aluminum water tank sandglass pipe | |
| JP2018502265A (en) | Method for producing plate heat exchanger by two weldings and plate heat exchanger corresponding to the method | |
| JP6073724B2 (en) | Brazing apparatus and brazing method | |
| JP2019155453A (en) | Fluxless brazing method for aluminum material | |
| JP5608339B2 (en) | Vacuum element sealing method |