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铝合金板式换热器真空钎焊泄漏原因分析

  • ;   复合板、大翅片、小翅片、大封条、小封条在进行定型、定尺加工后的尺寸偏差配合必须得到有效保 证。翅片应控制在正偏差范围,封条则应控制在负 偏差范围。否则无法保证装配后复合板在与封条紧 密配合后,再与翅片间有适宜的接触面积即钎缝间 隙,易造成虚焊、钎缝不连续或未焊合现象。

        (3)结构件表面粗糙度及其形状

            结构件表面粗糙度影响毛细力。一般说来,表面过于光滑,钎料难以在整个接触面积上分布均匀, 由此产生的空穴会使钎焊强度降低,特别是封条的表面粗糙度。为了保证钎料均匀分布于接触焊缝上,结构件的钎焊面应有适宜的粗化。通常,表面粗 糙度参考值可选Ra0·7mm~2·0μm的平方根为宜。另外,封条的内侧应制成30°的倒角,有利于在真空钎焊时降低焊料的表面张力,增加润湿性,减少钎焊缺陷。

        (4)夹具的夹持力

            由于换热器装配后采用不锈钢夹具进行夹持, 而不锈钢夹具的热膨胀系数小于铝合金制品的,故 夹紧力太大,易造成钎焊后翅片弯曲倒伏;夹紧力太 小,翅片易松脱。故应根据具体换热器的结构设计设定适宜的夹紧力。

        2.2 复合板的质量指标

        (1)钎料层化学成分中主要元素的影响

            Si含量:复合板的钎焊性能体现在钎料层的流 动性、润湿性、间隙填充能力和焊接强度。在Al-S 合金二元相图中,温度达577℃、w(Si)=11·7%时, 发生共晶反应。当w(Si)≤11·7%时,二元合金熔化 温度随Si含量的升高而降低。所以,钎料层中Si含 量高时,其熔点则低。Si含量过高时,虽然可使包覆 层合金熔点降低、流动性好,间隙填充能力强,但当 其扩散到被焊金属界面,且使固相成分达到一定程 度时,导致被焊金属固相熔化,产生熔蚀。Si含量越 高,浓度梯度越大,对基体合金的熔蚀倾向也越严 重;Si含量过低时,则产生相反的效果。真空钎焊用 复合板的钎料层为4004铝合金,其w(Si)的标准范 围为9·0%~10·5%。

            Mg含量:包覆层合金中的Mg是真空钎焊必不 可少的金属活化剂、吸气剂,同时在增强复合板耐蚀 性方面可产生积极的影响。Mg在550℃以上时开始 大量蒸发,在真空钎焊炉中形成含Mg的气氛。镁蒸 气既可与钎焊气氛中剩余的氧或水蒸气中的氧结 合,保护加热零件表面不致重新氧化,又能渗入到零 件表面未清除干净的氧化膜中,将其去除。所以,相 对于真空钎焊炉的真空度而言,真空度高时,标准含量的Mg可以起到足够的作用;而真空度低时,则需 要将Mg含量控制在上限或者更高。4004铝合金的 w(Mg)=1·0%~2·0%。

        (2)钎料层厚度

            复合板厚度及钎料层厚度的设定应与换热器的 承压要求相匹配,必须结合理论计算和生产实践来 制定。这里特别指出当钎料层厚度过薄时,易造成 焊接强度低、焊接不牢、承压不达标等焊接缺陷;过 厚时,则会造成芯层合金厚度过薄、承压不达标、甚 至出现熔蚀现象导致泄漏。因此,钎料层厚度及其 均匀性是衡量其质量的重要指标,也是影响钎焊质 量的重要因素之一。实际应用中钎料层厚度一般控 制在复合板厚度的(10±3)%为宜。

        (3)复合板其它质量要求

           
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