[发明专利]钢与铝的钎焊方法和用该方法获得的碳钢管与铝片的组件

说明书

本发明涉及钢与铝的钎焊方法和用该方法获得的碳钢管与铝片的组件。钢件与铝件的钎焊方法包括：使钢件和铝件相互定位；在所述钢件和/或铝件的待焊区域和所述区域以外钢件的至少一部分表面施加铝基钎料；和将施加了铝基钎料的所述钢件和铝件在保护条件下进行钎焊，钎焊温度为600℃～660℃，在钎焊的同时在所述钢件的表面形成铝覆层。

技术领域

本发明涉及换热设备技术领域，尤其涉及钢与铝的钎焊方法和用该方法获得的碳钢管与铝片的组件。

背景技术

在翅片管型换热器的生产过程中，经常采用焊接工艺对翅片和管件进行焊接组合。通常焊接是在同种金属之间进行，当翅片与管件由不同种类的金属制成时，可能要对管件进行酸洗、脱油等处理并在其表面镀上一层与翅片材质相同的金属镀层，之后才能进行焊接处理。这种施加金属镀层的工艺包括传统的热浸锌/铝工艺等。热浸锌/铝工艺是将管件在除锈后浸入在600℃左右温度下融化的锌/铝液中，使构件表面附着一定厚度的锌镀层/铝镀层，从而起到防腐蚀的作用。热浸锌/铝工艺因生产工业化程度较好而被广泛应用于换热器的生产过程中。然而，利用热浸锌/铝工艺形成的金属镀层容易出现凹凸不平的情况，在翅片管表面也容易残留镀液，影响换热效果并难于清理。在一些使用环境较为严酷的环境中，这种换热器的使用寿命和耐腐蚀程度都很难满足使用要求。此外，热浸锌/铝工艺自身也存在严重的环境污染问题，不符合当前社会对环保越来越高的要求。

因此，行业内存在对换热设备的生产过程进行改进以在提高产品质量的同时简化工艺、降低对环境影响等需求。

发明内容

本发明旨在提供一种至少能解决上述部分技术问题的钢与铝的钎焊方法。

本发明还旨在提供一种用上述改进的钎焊方法获得的碳钢管与铝片的组件。

根据本发明的一个方面，提供了一种钢与铝的钎焊方法，包括：使钢件和铝件相互定位；在所述钢件和/或铝件的待焊区域和所述区域以外钢件的至少一部分表面施加铝基钎料；和将施加了铝基钎料的所述钢件和铝件在保护条件下进行钎焊，钎焊温度为600℃～660℃，在钎焊的同时在所述钢件的表面形成铝覆层。

根据本发明的钎焊方法，在钢件表面形成铝覆层的过程和钢件与铝件的钎焊过程同时完成，无需对钢件额外执行镀金属的工艺，省去了镀金属工艺中例如酸洗、脱油、清洁等步骤，对钢与铝的接合工艺进行了简化，也不会环境造成破坏。此外，所形成的铝覆层光洁且具有良好的光泽度，铝覆层与铝件的衔接自然平滑，所形成的钎焊组件从外观上具有良好的统一性。以本发明的钎焊方法制成的换热器具有良好的换热效率，相较于传统的镀金属以及焊接的换热器可以提高15％的换热效率。

在一些实施例中，所述钢件为横截面成椭圆形的钢管，在所述钢件和/或铝件的待焊区域和所述区域以外钢件的至少一部分表面施加铝基钎料包括：向水平设置的钢管顶部施加所述铝基钎料，其中所述钢管的长轴竖向布置而短轴水平布置。由于钢管水平设置，且椭圆形横截面的长轴竖向布置，施加在钢管上的铝基钎料在融化后可以在重力作用下沿钢管表面自然蔓延并均匀包围钢管。

在一些实施例中，所述保护条件包括以下之一：惰性气体构成的保护气氛；惰性气体与氢气组成的保护气氛；惰性气体与氢气和一氧化碳组成的保护气氛；真空条件。

在一些实施例中，所述惰性气体与氢气组成的保护气氛按体积百分比包括95％～98％的惰性气体以及2％～5％的氢气。

在一些实施例中，所述惰性气体为99.99999％的高纯惰性气体，例如99.99999％的高纯氮气或99.99999％的高纯氩气。

在一些实施例中，还包括：在钎焊之前对涂覆有铝基钎料的所述待焊的组件进行烘干，烘干温度为200℃～300℃。

在一些实施例中，所述铝基钎料按重量百分比包括50％～60％的硅铝混合物、7％～13％的氟铝酸钾、31.5％～34.5％的丙二醇，以及1.5％～2.5％的活性剂。