[发明专利]具有镁蒸气定向缓释的铝合金真空钎焊方法

说明书

技术领域

本发明属于金属焊接技术领域，具体涉及铝合金真空钎焊工艺。

背景技术

真空钎焊技术广泛应用于铝及铝合金的连接制造中，具有焊接变形小，可焊各种复杂形状焊件等优点。但是，真空炉中真空度一般只能达到1.0×10^-3Pa左右，由于炉中氧气的存在，焊后工件表面会出现氧化烧损现象；而且，铝合金表面存在一层致密的氧化膜，此氧化膜的存在会降低钎料的润湿性，阻碍钎料在母材上的铺展，使得钎焊焊缝出现虚焊等缺陷。借助于某些金属活化剂，如镁（Mg）、铋（Bi）等，可以有效的破坏铝合金表面致密的氧化膜，增强钎料的润湿性。一般认为活化剂的去膜机理：一方面，活化剂与真空中残留的氧和水反应，消除了它们对铝钎焊时的有害作用；另一方面，镁蒸气渗入膜下表材层与扩散的硅一起形成低熔点的Al-Si-Mg合金，钎焊时，该合金熔化从而破坏了氧化膜与母材的结合，使熔化的钎料得以润湿母材，在膜下母材上铺展，并将表面膜浮起而去除。

发明内容

为了消除真空钎焊炉体中残余的氧气（O₂）和增加钎料的润湿性，改善焊接质量，本发明提供一种具有镁蒸气定向缓释的铝合金真空钎焊方法。

具有镁蒸气定向缓释的铝合金真空钎焊方法的具体操作步骤如下：

（1）将镁屑分别放入不锈钢筒和不锈钢盒中；所述不锈钢筒的两端敞口，两端敞口内分别设有四层镍网；所述不锈钢盒为敞口盒，在不锈钢盒的盒口加盖四层镍网；每个不锈钢筒中放置0.5～1g镁屑，每个不锈钢盒中放置2g镁屑；

（2）将清洗装配好的铝或铝合金的待焊工件放入真空炉内，用不锈钢工艺罩罩在待焊工件上，并在不锈钢工艺罩内外分别放置一个装有镁屑的不锈钢盒，以降低炉膛以及工艺罩内氧含量；在待焊工件的焊缝附近放置一个以上装有镁屑的不锈钢筒，并将不锈钢筒的筒口对着焊缝；

（3）关闭真空炉的炉门，按制定的温度曲线升温焊接。

所述不锈钢筒的尺寸为内径6mm、长度40mm、壁厚1mm；所述不锈钢盒的尺寸为长40mm、宽16 mm、高20mm、壁厚1mm。

所述镁屑的厚度为0.1～0.2mm，形状呈卷状。

所述不锈钢盒的盒口设有盒盖，所述盒盖上均布有通孔。

一次焊接所用镁屑的总量不大于20g。

本发明的方法可以有效降低真空炉中氧含量，焊后工件表面氧化烧损程度较之不使用本技术大大减弱，且使得钎焊焊缝钎着率大大上升，超声检测结果显示虚焊面积减少20%左右。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步地说明。

实施例1

侍焊工件为具有水道的冷板和盖板，冷板的长度300 mm、宽度300 mm、厚度30 mm；盖板厚度4mm，盖板和冷板材料均为6061铝合金。采用镁蒸气定向缓释的铝合金真空钎焊的具体操作步骤如下：

（1）将镁屑分别放入不锈钢筒和不锈钢盒中；不锈钢筒的尺寸为内径6mm、长度40mm、壁厚1mm；不锈钢筒的两端敞口，两端敞口内分别设有四层镍网；所述不锈钢盒的尺寸为长40mm、宽16 mm、高20mm、壁厚1mm，不锈钢盒为敞口盒，在不锈钢盒的盒口加盖四层镍网。镁屑的厚度为0.1～0.2mm，形状呈卷状。每个不锈钢筒中放置1g镁屑，每个不锈钢盒中放置2g镁屑；

（2）将清洗装配好的铝或铝合金的待焊工件放入真空炉内，用不锈钢工艺罩罩在待焊工件上，并在不锈钢工艺罩内外分别放置一个装有镁屑的不锈钢盒，以降低炉膛以及工艺罩内氧含量；在待焊工件的焊缝附近放置十个装有镁屑的不锈钢筒，并将不锈钢筒的筒口对着焊缝；所用镁屑的总量为14g；

（3） 关闭真空炉的炉门，按以下的温度时间工艺条件升温焊接：

在40min内均匀加热至300℃，保温30min；

在25min内加热至400℃，保温240min；

在40min内加热至520℃，保温240min；

在25min内加热至570℃，保温180min；

在25min内加热至610℃，保温180min；

在10min内降温至540℃，保温50min；

在5min内降温至500℃，保温30min；

在15min内降温至400℃，保温95min；

在15min内降温至300℃，保温240min；

在80min内降温至常温，完成焊接。

在升温焊接过程中，镁屑以镁蒸气的形式通过不锈钢筒的筒口作用在焊缝处，不锈钢盒内的镁屑以镁蒸气的形式充满真空炉内。