[发明专利]一种铜铝合金复合管专用焊环

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊环，尤其涉及一种铜铝合金复合管专用焊环。

背景技术

近十几年来，随着空调、汽车、制冷行业的迅速发展，一种新型节能材料-铜铝合金复合管已经发展起来，与铜管相比，其换热效率好，而且抗拉强度、爆破压力、延伸率、扩口率、内表清洁度、压扁、弯曲、抗渗漏性能等指标完全满足行业标准，其价格也相对铜管比较低廉，因此，这种铜铝合金复合管被越来越广泛采用。

随着铜铝合金复合管的应用和发展，过去制冷、空调行业用于焊接铜管中经常使用的铜磷焊环已经不能满足铜铝合金复合管的焊接要求而逐渐被锡焊环替代，与铜磷焊环相比，锡焊环熔点较低，焊接工艺简单，并且锡焊环自带助焊剂。由于铜的表面与空气长时间接触时会逐渐被氧化，因此，单是简单将焊环和铜铝复合管及其部件进行加热而难以焊接，而使用带具有将焊环与铜铝合金复合管表面氧化物除去、增强锡液流动性、具有较宽工艺窗口、焊后拉伸强度和抗老化能力优异、焊后焊接处表面光滑、气孔较少、使熔化的焊环容易在铜铝复合管表面起润湿作用助焊剂的锡焊环是焊接此类铜铝合金复合管的最佳选择。

现有技术中，铜铝合金复合管焊接中使用的锡焊环一般都是采用电子组装，焊锡线生产而成。这种锡焊环的合金成分一般为Sn-0.7Cu，这种成分也是满足不了铜铝复合管的焊接要求，在焊环熔化后流动性方面，此合金在焊接时由于微观上合金晶粒粗大，宏观上表现为流动性较差，焊后表面不光滑；在焊接后焊接处抗老化和拉力强度方面：由于铜铝复合管焊接后，中间的介质是具有一定压力的制冷液，故需保证铜铝复合管焊接后具有较好的抗老化性能和较强的拉升强度，但Sn-0.7Cu合金是最简单的焊环，在与铜铝复合管焊接时，二者之间形成了界面合金层而相互达到浸润，界面合金层的主要成分是Cu₆Sn₅合金。此合金并不稳定，它还会与复合管中的铜发生比较缓慢的化学变化，Cu₆Sn₅合金慢慢不断扩大并进一步与铜反应生成较稳定的Cu₃Sn合金层，随着扩散的进一步深入，界面合金层的界面合金不断增多而复合管的铜层变薄甚至全部被浸蚀，加之界面合金性脆，这使得随着时间的推移，焊接处的拉伸强度就远远不能够满足要求。复合管的铜层变薄，这会使复合管的耐压能力减弱甚至产生漏孔。因此研究一种能够达到铜铝复合管焊接要求的专用焊环，已成为急需解决的重大课题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种流动性好、抗老化性能和拉升性能好的铜铝合金复合管专用焊环。

本发明的技术方案是：一种铜铝合金复合管专用焊环，所述的焊环中各成分及重量百分比为：Sb 1％-20％、Cu 0％-5％、Ni 0％-6％、Ag 0％-5％、Ce 0％-2％，余量为Sn及不可避免杂质。

优选的，所述的焊环中各成分及较佳重量百分比为：Sb 1％-5％、Cu 0％-1％、Ni 0％-0.05％、Ag 0％-0.1％、Ce 0％-0.01％，余量为Sn及不可避免杂质。

优选的，所述的焊环中各成分及最佳重量百分比为：Sb 4％、Cu 0.5％、Ni 0.03％、Ag0.05％、Ce 0.006％，余量为Sn及不可避免杂质。

优选的，所述的焊环环体为圆环圈状或扁圆环圈状。

优选的，所述的焊环线体直径为1.0mm-4.0mm，环体直径为3.0mm-25.0mm。

本发明的的铜铝合金复合管专用焊环在现有锡焊环的基础上加入了Cu、Sb、Ni、Ag、Ce等合金元素，使得铜铝合金复合管专用焊环的流动性、机械强度、抗老化能力和拉伸性能得到了全面的提升。其中，所加入的各个合金元素起到的具体作用为：

1、Cu：改善其机械强度和延伸率，同时可以抑制铜铝合金复合管铜层向熔融焊锡液中大量渗透，改善其导热性能。

2、Sb：增加焊料与母材的亲和力，使焊接后具有良好的机械强度，同时也增加了焊料的硬度，便于制环工序。

2、Ni：能够使合金的晶粒细化，拉力强度就越大。较细的晶粒也增加了焊锡液的流动性能，焊后表面光滑；抑制锡对铜铝合金复合管铜层的浸蚀和界面合金层的增大。这样就保证了焊接处有足够的拉力强度；降低了铜层变薄甚至完全被浸蚀的可能性，从而焊接后产品有着良好的气密性和耐压性；还会抑制焊接后晶体的再结晶，大大提高焊接后的铜铝复合管的机械性能，提高了产品的可靠性。