銅鋁焊接方法

由于鋁的活潑性極強(qiáng)，在焊接過程中極易氧化，所以在焊接類似于鋁 鋁、銅 鋁釬接接頭時(shí)，通常需進(jìn)行焊前實(shí)驗(yàn)，以確定適合的焊接材料和助焊劑。 1. 釬料的選擇 當(dāng)選擇釬料合金時(shí)需要考慮幾個(gè)因素 . 首先是被連接金屬的兼容性 , 接頭間隙 , 釬焊溫度 , 加熱方法 , 工作溫度及環(huán)境因素也需要引起重視。 近年來新型釬焊材料的出現(xiàn)，在進(jìn)行較為活潑的有色金屬焊接實(shí)踐中，采用藥芯焊材作為填充材料可得到良好的焊接接頭（不需要其他助焊劑）。注意控制焊接接頭的裝配間隙和施焊部位的表面清理，選用 XR-FC22、 HD110 等藥芯焊絲， 在不需要其他助焊劑的情況下，能更容易地得到良好的焊接接頭。 焊絲 XR-FC0215是針對(duì)電器行業(yè)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)的新一代高性能環(huán)保焊接材料，它適用于在銅鋁之間、銅母線與鋁箔之間、鋁鋁之間的焊接作業(yè)。 銅鋁藥芯焊絲 XR-FC20A 的流動(dòng)性適中，有著超越 FC0215 的焊接強(qiáng)度和導(dǎo)電性，是實(shí)現(xiàn)銅鋁焊接的理想材料。 銅鋁藥芯焊絲 XR-FC22 的流動(dòng)性低于 XR-FC20A，具有較好的焊接強(qiáng)度，適合較大間隙的工件釬焊，焊接時(shí)比 XR-FC0215 更易形成堆積，填滿縫隙。對(duì)銅鋁管的釬焊推薦使用 XR-FC22，其更易形成致密性好的 接頭。對(duì)于銅鋁管外徑較大，滲透深度要求較高的產(chǎn)品，建議使用銅鋁釬焊絲 XR-BW200 和銅鋁釬劑膏 FS312C。 2. 釬接接頭的設(shè)計(jì) 接頭樣式的設(shè)計(jì)是牢固接頭的開始， 為保證接頭擁有最高的強(qiáng)度 , 常選用大于 4 倍最薄母材厚度的接頭長度，對(duì)于板材接頭，通常選用搭接接頭 ,而對(duì)于管材，則往往選用承插接頭來實(shí)現(xiàn)釬接，重要的是盡量避免采用對(duì)接接頭形式，如因各種原因不能避免時(shí)，則可以用套管的方式將對(duì)接接頭改為插接（崁入式接頭）。 承插間隙是直接影響接頭強(qiáng)度的主要因素之一，因?yàn)殁F焊工件通過毛細(xì)管作用，接頭間隙決定了毛細(xì)作 用效果。對(duì)于直徑在 25mm 以下的銅鋁管材，選用前述釬接材料是，間隙通常應(yīng)控制在 0.050.15mm 范圍內(nèi)，對(duì)于大管徑的釬接接頭間隙，一般也不宜超過 0.2mm。當(dāng)釬焊不同材質(zhì)的金屬，確定接頭間隙時(shí)一定要考慮各金屬在釬焊溫度下的熱膨脹速度。 對(duì)于銅 鋁管材承插接頭，最好是將銅管設(shè)計(jì)成承口，將鋁管插入，這是因?yàn)殂~的延展性和塑性較好，容易形成外觀漂亮的接頭，其次是鋁管插入后在釬劑作用下，容易形成一個(gè)相對(duì)密閉的熔池，以防止高溫下氧化鋁的發(fā)生。需要注意的是制作銅管承口時(shí)，應(yīng)采用直徑合適的芯棒和外卡圈作為胎具，對(duì)于大于 30mm 的銅管，建議采用脹管器進(jìn)行擴(kuò)口，以保證接頭美觀和裝配間隙。 3. 焊前清潔 釬接接頭的焊前清理決定著焊接質(zhì)量的優(yōu)劣，最佳的毛細(xì)管作用發(fā)生在清潔的釬焊工件上 . 對(duì)表面有油污的工件 , 應(yīng)該用有機(jī)溶劑或有機(jī)溶劑蒸汽清洗（如丙酮），焊接部位 20mm 范圍內(nèi)的氧化層應(yīng)用金相砂紙或什錦銼徹底清理，尤其是經(jīng)過擴(kuò)口的承口內(nèi)表面，清理一定要細(xì)心、徹底。 4. 焊接 在釬焊過程中維持工件始終如一的排列 ( 處于合適的位置 ) 對(duì)保證有效的毛細(xì)管作用是及其重要的， 通?？梢砸揽抗ぜ陨淼闹亓_(dá)到 , 也可以借助其他 一些輔助的夾具完成。當(dāng)工件需要夾固時(shí) , 夾具應(yīng)該盡可能地設(shè)計(jì)為小體積且材料為弱導(dǎo)熱性的 , 以減少加熱過程中釬焊接頭的熱損耗。 對(duì)于搭接接頭，焊接前徹底清除母材的油污等，可用毛筆等在焊接部位均勻地涂上釬焊膏，合上銅鋁母材，保持焊件的平整，應(yīng)用適當(dāng)?shù)膴A具固定。加熱時(shí)從焊縫處可看到釬焊膏先由膏狀變成白色固體，繼續(xù)加熱，當(dāng)固體變成液態(tài)時(shí)，釬劑膏達(dá)到活性溫度，及時(shí)添加釬焊絲到焊縫中，當(dāng)焊縫中流滿釬料時(shí)，再用火焰微微掃一下焊接部位，使殘留的釬劑能從焊縫中排出，避免夾渣。 對(duì)于承插釬接接頭，焊接方法與搭接接頭沒有嚴(yán)格區(qū)別 。來回移動(dòng)焊槍均勻加熱焊接部位，先加熱銅件，后加熱鋁件。一旦工件到達(dá)釬焊溫度 (450-500 C，可目測(cè)到銅管焊接區(qū)域有一定的“濕潤”感覺，加熱時(shí)間與焊件直徑、截面、散熱條件等因素有關(guān)，例如 19mm 標(biāo)準(zhǔn)銅管，在環(huán)境溫度為 25，微風(fēng)，利用 RTM-027 焊槍，約 25 秒左右即可達(dá)到焊接溫度 ), 則開始應(yīng)用釬料合金進(jìn)行釬焊，毛細(xì)管作用將引領(lǐng)釬料合金填充工件完成接頭連接。將釬料加入焊接部位時(shí)，讓焊絲均勻熔化流入焊縫中，不可用火焰直接對(duì)準(zhǔn)焊絲加熱。迅速將釬料與施焊區(qū)接配，使其熔化并滲入到裝配間隙中形成焊縫。添加釬料 時(shí)，焊槍應(yīng)隨同釬料在熔池周圍前后擺動(dòng)，以促使釬料流動(dòng)并充滿整個(gè)焊接區(qū)域。當(dāng)熔池充滿釬料時(shí)，再用火焰微微掃一下焊接部位，使殘留的釬劑能從焊縫中溢（排）出，避免夾渣和氣孔。 移開焊槍，待工件自然冷卻后，即可完成焊接。由于不均勻加熱造成的熱量失衡壓力可能會(huì)導(dǎo)致焊件裂縫，這就要求接頭溫度至少降到焊件固態(tài)或熔解溫度的 50%以后，才能進(jìn)一步加快冷卻過程，冷卻焊件時(shí)不能松開固定夾具，以免產(chǎn)生造成接頭裂縫的殘留應(yīng)力。 當(dāng)焊接大管徑、大壁厚或散熱條件快的焊件時(shí)，為提高焊接速度和得到高質(zhì)量的焊接接頭，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)谋卮胧ㄓ?保溫材料纏繞、輔助加熱等）。 5. 焊后清潔 因?yàn)殁F劑具有腐蝕性 , 任何殘留物將有可能最終影響 , 弱化接頭牢固性 . 可使用熱水浸泡并洗刷掉釬劑殘留物。當(dāng)釬劑已經(jīng)開始浸蝕并有可能留下有害的殘留物時(shí) , 這種情況下必須進(jìn)行酸洗才能去除殘?jiān)?6. 接頭強(qiáng)度 接頭強(qiáng)度是檢驗(yàn)釬焊接頭完成后的重要指標(biāo)，由于維修作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)往往不具有進(jìn)行壓力試驗(yàn)的可能，這就需要首先進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，確定焊接工藝及焊接參數(shù)，制作現(xiàn)場(chǎng)焊接指導(dǎo)書?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)過程中，嚴(yán)格按照焊接工藝評(píng)定報(bào)告所規(guī)定的釬料、釬劑、操作方法進(jìn)行，只要遵從上述條件，即可得 到強(qiáng)度等同于試驗(yàn)件的焊接接頭強(qiáng)度。 以銅鋁承插接頭為例 ( 19 1 標(biāo)準(zhǔn)銅管 )，采用 宏碁鋁業(yè) 的銅鋁藥芯焊絲 XR-FC22，在環(huán)境溫度為 1030、風(fēng)力為 2 級(jí)，遵守前文所述裝配間隙、焊前清理、焊接、冷卻等要求得到的焊接接頭，