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铜铝焊接方法
2012-9-20 0:00:00
铜铝焊接方法
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因为铝的活跃性极强，在焊接过程中极易氧化，所以在焊接相似于铝—铝、铜—铝钎接接头时，通常需进行焊前实验，以肯定适宜的焊接材料和助焊剂。
1. 钎料的选择
中选择钎料合金时须要思考几个因素 . 首先是被衔接金属的兼容性, 接头间隙, 钎焊温度, 加热方法, 工作温度及环境因素也须要引起注意。
近年来新型钎焊材料的涌现，在进行较为活跃的有色金属焊接实际中，采取药芯焊材作为填充材料可得到良好的焊接接头（不须要其余助焊剂）。注意控制焊接接头的装配间隙和施焊部位的外表清算，选用XR-FC22、HD110等药芯焊丝，在不须要其余助焊剂的状况下，能更容易地得到良好的焊接接头。
焊丝XR-FC0215是针对电器行业设计及生产的新一代高性能环保焊接材料，它实用于在铜铝之间、铜母线与铝箔之间、铝铝之间的焊接作业。
铜铝药芯焊丝XR-FC20A的流动性适中，有着逾越FC0215的焊接强度和导电性，是实现铜铝焊接的理想材料。
铜铝药芯焊丝XR-FC22的流动性低于XR-FC20A，具备较好的焊接强度，适宜较大间隙的工件钎焊，焊接时比XR-FC0215更易形成堆积，填满缝隙。对铜铝管的钎焊引荐运用XR-FC22，其更易形成致密性好的接头。关于铜铝管外径较大，浸透深度要求较高的产品，倡议运用铜铝钎焊丝XR-BW200和铜铝钎剂膏FS312C。
2. 钎接接头的设计
接头款式的设计是稳固接头的开始， 为保障接头拥有最高的强度, 常选用大于4倍最薄母材厚度的接头长度，关于板材接头，通常选用搭接接头,而关于管材，则往往选用承插接头来实现钎接，重要的是尽量避免采取对接接头情势，如因各种原因不能避免时，则能够用套管的方法将对接接头改为插接（崁入式接头）。
承插间隙是直接影响接头强度的重要因素之一，因为钎焊工件通过毛细管作用，接头间隙决议了毛细作用效果。关于直径在Ф25mm以下的铜铝管材，选用前述钎接材料是，间隙通常应控制在0.05~0.15mm范围内，关于大管径的钎接接头间隙，一般也不宜逾越0.2mm。当钎焊不同材质的金属，肯定接头间隙时肯定要思考各金属在钎焊温度下的热膨胀速度。
关于铜——铝管材承插接头，最好是将铜管设计成承口，将铝管插入，这是因为铜的延展性和塑性较好，容易形成外观美丽的接头，其次是铝管插入后在钎剂作用下，容易形成一个相对密闭的熔池，以避免高温下氧化铝的发生。须要注意的是制造铜管承口时，应采取直径适宜的芯棒和外卡圈作为胎具，关于大于Ф30mm的铜管，倡议采取胀管器进行扩口，以保障接头雅观和装配间隙。
3. 焊前干净
钎接接头的焊前清算决议着焊接质量的优劣，最佳的毛细管作用发生在干净的钎焊工件上 . 对外表有油污的工件, 应当用有机溶剂或有机溶剂蒸汽清洗（如丙酮），焊接部位20mm范围内的氧化层应用金相砂纸或什锦锉彻底清算，尤其是经过扩口的承口内外表，清算肯定要细心、彻底。
4. 焊接
在钎焊过程中保持工件一直如一的排列 ( 处于适宜的地位) 对保障有效的毛细管作用是及其重要的， 通常能够依赖工件本身的重力抵达, 也能够借助其余一些辅佐的夹具完成。当工件须要夹固时, 夹具应当尽可能地设计为小体积且材料为弱导热性的, 以减少加热过程中钎焊接头的热损耗。
关于搭接接头，焊接前彻底扫除母材的油污等，可用毛笔等在焊接部位平均地涂上钎焊膏，合上铜铝母材，保持焊件的平坦，应用恰当的夹具固定。加热时从焊缝处可看到钎焊膏先由膏状变成白色固体，持续加热，当固体变成液态时，钎剂膏抵达活性温度，及时增加钎焊丝到焊缝中，当焊缝中流满钎料时，再用火焰轻轻扫一下焊接部位，使残留的钎剂能从焊缝中排出，避免夹渣。
关于承插钎接接头，焊接方法与搭接接头没有严厉差别。往返移动焊枪平均加热焊接部位，先加热铜件，后加热铝件。一旦工件抵达钎焊温度(450-500°C，可目测到铜管焊接区域有肯定的“湿润”觉得，加热时间与焊件直径、截面、散热条件等因素有关，例如Ф19mm规范铜管，在环境温度为25℃，大风，利用RTM-027焊枪，约25秒左右即可抵达焊接温度), 则开始应用钎料合金进行钎焊，毛细管作用将引领钎料合金填充工件完成接头衔接。将钎料参加焊接部位时，让焊丝平均融化流入焊缝中，不可用火焰直接对准焊丝加热。迅速将钎料与施焊区接配，使其融化并渗入到装配间隙中形成焊缝。增加钎料时，焊枪应伴随钎料在熔池四周前后摆动，以促使钎料流动并充溢全部焊接区域。当熔池充溢钎料时，再用火焰轻轻扫一下焊接部位，使残留的钎剂能从焊缝中溢（排）出，避免夹渣和善孔。
移开焊枪，待工件自然冷却后，即可完成焊接。因为不平均加热造成的热量失衡压力可能会招致焊件裂痕，这就要求接头温度至少降到焊件固态或熔解温度的 50%以后，才干进一步加快冷却过程，冷却焊件时不能松开固定夹具，免得产生造成接头裂痕的残留应力。
当焊接大管径、大壁厚或散热条件快的焊件时，为提高焊接速度和得到高质量的焊接接头，应采取恰当的保温措施（用保温材料缠绕、辅佐加热等）。
5. 焊后干净
因为钎剂具备侵蚀性, 任何残留物将有可能最终影响, 弱化接头稳固性. 可运用热水浸泡并洗刷掉钎剂残留物。当钎剂已经开始浸蚀并有可能留下有害的残留物时, 这种状况下必需进行酸洗才干去除残渣。
6. 接头强度
接头强度是测验钎焊接头完成后的重要指标，因为维修作业现场往往不具备进行压力实验的可能，这就须要首先进行焊接工艺评定，肯定焊接工艺及焊接参数，制造现场焊接指示书。现场作业过程中，严厉遵照焊接工艺评定报告所规则的钎料、钎剂、操作方法进行，只要听从上述条件，即可得到强度同等于实验件的焊接接头强度。
以铜铝承插接头为例(Ф19×1规范铜管)，采取浙江新锐焊接材料有限公司生产的铜铝药芯焊丝XR-FC22，在环境温度为10~30℃、风力为2级，遵照前文所述装配间隙、焊前清算、焊接、冷却等要求得到的焊接接头，当两侧均为75MPa拉力时，断裂位于铝管一侧，焊缝处完整。
水压实验 ：铜管一端封堵，在铝管一端加水压，试件在18MPa的压力下，保持3min，试件无变形、无裂纹、无走漏。水压加到20~21MPa时，管路涌现走漏，破裂地位均在铝管上，焊缝处完整，不走漏。
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