铝合金火焰钎焊作业指导书.docx

铝合金钎焊作业指导书前言一、 钎焊钎焊是三大焊接方法（熔焊、压焊、钎焊）的一种。钎焊与熔焊相比，有下列优点：a）钎焊时焊件不熔化。在大多数情况下，钎焊温度比焊件金属熔点低得多，因此，钎焊后工件组织和机械性能变化小，应力及变形小。b）可以钎焊任意组合的金属材料，可以钎焊金属与非金属。c）可以一次完成多个零件的钎焊或套叠式、多层式结构焊件的钎焊。d）可以钎焊极细极薄的零件，也可以钎焊厚薄及粗细差别很大的零件。e）可以将某些材料的钎焊接头拆开，重复进行钎焊。二、铝合金焊接时具有以下特性： 1、铝的强氧化能力 铝和氧的化学结合力很强，常温下表面就能被氧化而生成一层厚度为0.10.2m的Al2O3薄膜，Al2O3的熔点高达2050，远远超过铝及铝合金的熔点（660），而且体积质量大，约为铝的1.4倍。焊接过程中，Al2O3薄膜会阻碍熔化金属之间良好结合，形成夹渣，并且还会吸附水分，在焊缝中产生气孔。 2、较大的热导率和比热容 铝及铝合金的热导率和比热容约比钢大1倍，焊接过程中大量热量被迅速传导到基体金属内部，因此消耗更多的热量。 3、热裂倾向大 铝及铝合金的线胀系数约为钢的2倍，凝固时的体积收缩率达6.5%。因此，焊接时具有一定的热裂倾向。 4、容易形成气孔 氮不溶于液态铝，铝也不含碳。因此，焊接铝及铝合金时在焊缝中不会产生N气孔和CO气孔，只可能产生氢气孔。 氢在液态铝中的溶解度为0.7mL/100g，而在660凝固温度时，氢的溶解度突然降至0.04mL/100g，使原来溶于液态铝中的氢大量析出，形成气泡。同时，铝和铝合金的的密度小，气泡在熔池中的上升速度较慢，加上铝的导热性强，熔池冷凝快，因此，上升的气泡往往来不及退出而留在焊缝中成为气孔。 5、接头不等强度 铝及铝合金的热影响区由于受焊接热循环作用而发生软化，强度降低，使接头与母材金属无法达到等强度。工业纯铝及非热处理强化铝合金的强度约为母材金属的75%100%；热处理强化铝合金的接头强度较小，只有母材金属的40%50%。 6、焊穿 铝及铝合金从固态转变为液态时，无明显的颜色变化，所以不易判断母材金属温度，施焊时常会因温度过高无法察觉而导至烧穿。 传统的铝及铝合金连接方法为熔化焊，但设备相对复杂，且对焊工的技术要求比较严格。钎焊作为铝合金连接的重要方法，具有钎焊变形小、尺寸精度高等优点，近年来在我国得到很广泛的应用。一钎焊的原理：钎焊：利用熔点比母材熔点低的材料填充金属（被称为钎料），在低于母材熔点、高于母材熔点的温度下，利用液态钎料在母材表面的润湿、铺展和在母材中填缝，与母材相互溶解扩散，而实现零件间连接的焊接方法。 钎焊填充金属的材料称为钎料，根据熔点不同分为软钎料（450）和硬钎料。钎焊焊剂：钎剂，它的作用：1. 清除母材和钎料表面的氧化物和杂质。2. 以液态薄膜的形式覆盖在工件金属和钎料表面上，起到保护作用。3. 改善液态钎料对工件表面的润湿性，增大钎料的填充能力。二钎焊的方法：钎焊常用的工艺方法较多，几乎所有的加热热源都可以用作钎焊热源，并依此将钎焊分类： 烙铁钎焊 用于细小简单或很薄零件的软钎焊。 波峰钎焊 用于大批量印刷电路板和电子元件的组装焊接。施焊时,250左右的熔融焊锡在泵的压力下通过窄缝形成波峰，工件经过波峰实现焊接。这种方法生产率高，可在流水线上实现自动化生产。 火焰钎焊 用可燃气体与氧气或压缩空气混合燃烧的火焰作为热源进行焊接。火焰钎焊设备简单、操作方便，根据工件形状可用多火焰同时加热焊接。这种方法适用于自行车架、铝水壶、铝合金门窗等中、小件的焊接。 浸沾钎焊 将工件部分或整体浸入覆盖有钎剂的钎料浴槽或只有熔盐的盐浴槽中加热焊接。这种方法加热均匀、迅速、温度控制较为准确，适合于大批量生产和大型构件的焊接。盐浴槽中的盐多由钎剂组成。焊后工件上常残存大量的钎剂，清洗工作量大。 感应钎焊 利用高频、中频或工频感应电流作为热源的焊接方法。高频加热适合于焊接薄壁管件。采用同轴电缆和分合式感应圈可在远离电源的现场进行钎焊，特别适用于某些大型构件，如火箭上需要拆卸的管道接头的焊接。 炉中钎焊 将装配好钎料的工件放在炉中进行加热焊接，常需要加钎剂，也可用还原性气体或惰性气体保护，加热比较均匀。大批量生产时可采用连续式炉。 真空钎焊 工件加热在真空室内进行，主要用于要求质量高的产品和易氧化材料的焊接。三火焰钎焊工艺过程： 焊前清理检验NO接头安装OK检验NOOK火焰调节加 热加入钎料钎剂焊后处理保 温焊接检验结 束异常处理OKNO四.火焰钎焊操作技术先用轻微碳化焰的外焰加热焊件，焰芯距焊件表面1520mm，以增大加热面积。当钎焊处被加热到接近钎料熔化温度时，可立即涂上钎剂，并用外焰加热使其熔化。当钎剂熔化后，立即将钎料与被加热到高温的焊件接触，并使其熔化渗入到钎缝的间隙中。当液态钎料流入间隙后，火焰的焰芯与焊件的距离应加大到3540mm，以防钎料过热。为了增加母材和钎料之间的熔解和扩散能力，应适当提高钎焊温度。但若温度过高，会引起钎焊接头过烧，因此，钎焊温度一般应控制在高于钎料熔点3040为宜。同时还应根据焊件的尺寸大小，适当控制加热持续时间。钎焊后应迅速将钎剂和熔渣清除干净，以防腐蚀。对于钎焊后易出现裂纹的焊件，钎焊后应立即进行保温缓冷或作低温回火处理。五铝合金钎焊工艺流程1.接头设计：1）钎焊接头一般采用搭接，对接，斜接和T性接头。2）装配间隙的大小影响钎焊的致密性和接头的强度。间隙过大影响钎料在钎缝中的均匀铺展，间隙过小影响钎料的流入，使钎料不能充分填满钎缝降低接头强度。综合考虑，钎焊铝合金采用45接头，用铝基钎料装配间隙一般为0.10-0.30mm并且钎缝间隙要均匀。2.钎焊步骤： (1) 焊前脱脂。碱液脱脂(碳酸钠40 70 g/L )溶液温度为60 70C, 清洗时间3 5 m in。(2) 钎料放置和钎剂刷涂。在接缝面上刷上钎剂, 将钎料置于接缝内, 装配固定, 在焊缝四周刷涂钎剂。(3) 加热钎焊。钎焊时, 首先应使火焰在焊缝整个截面两侧来回移动, 此时不要将火头正对钎料, 以免钎料发生局部熔化。观察钎剂由湿变干, 颜色由白色粉末变暗成灰色, 此时温度已接近钎剂的熔点。钎剂熔点比钎料低几十度, 钎剂开始熔化, 此时用火焰对钎料进行均匀加热, 直至填满整个焊缝。(4) 检验要求。钎缝外观光滑, 钎角饱满, 钎剂残渣清理干净。3.铝合金钎焊钎料与钎剂的选取：钎焊所用的钎料：HL400铝硅钎料，（国内牌号：BAl88Si、相当牌号HL400）、（Si的含量为11.5）。焊丝规格：3.00mm，熔点：577 -582，适用的钎焊温度：580 -610，适用于铝及铝合金炉中、火焰钎焊。 钎焊所用的钎剂： QJ202钎料HL400铝钎焊熔剂，可以配合Al-Si共晶钎料（ER4047-即HL400铝硅钎料）用于低温的火焰钎焊。因钎剂无腐蚀性，焊后不需要清洗。物理状态：颗粒度150um，白色粉末。无腐蚀铝钎焊熔剂熔化温度比较窄，温度在550左右。六、常见钎焊缺陷及处理对策缺陷特征产生原因处理措施预防措施钎焊未填满接头间隙部分未填满间隙过大或过小；装配时铜管歪斜；焊件表面不清洁焊件加热不够;钎料加入不够对未填满部分重焊装配间隙要合适；装配时铜管不能歪斜；焊前清理焊件；均匀加热到足够温度；加入足够钎料钎缝成形不良钎料只在一面填缝,未完成圆角,钎缝表面粗糙焊件加热不均匀;保温时间过长;焊件表面不清洁补焊1.均匀加热焊件接头区域；2钎焊保温时间适当；3焊前焊件清理干净；气孔钎缝表面或内部有气孔焊件清理不干净；钎缝金属过热；焊件潮湿；清除钎缝后重焊焊前清理焊件；降低钎焊温度；缩短保温时间；焊前烘干焊件；夹渣钎缝中有杂质焊件清理不干净；加热不均匀；间隙不合适；钎料杂质量过高；清除钎缝后重焊焊前清理焊件；均匀加热；合适的间隙；表面侵蚀钎缝表面有凹坑或烧缺钎料过多；钎缝保温时间过长；机械磨平；适当钎焊温度；适当保温时间焊堵铜管或毛细管全部或部分堵塞；钎料加入太多；保温时间过长；套接长度太短；间隙过大；拆开清除堵塞物后重焊加入适当钎料；适当保温时间；适当的套接长度；氧化焊件表面或内部被氧化成黑色使用氧化焰加热；未用雾化助焊剂；内部未充氮保护或充氮不够；打磨除去氧化物并烘干使用中性焰加热；使用雾化助焊剂；内部充氮保护；钎料钎料流到不需钎料的焊件表面或滴落钎料加入太多；直接加热钎料；加热方法不正确；表面的钎料应打磨掉加入适量钎料；不可直接加热钎料；正确加热。过烧内、外表面氧化皮过多，并有脱落现象（不靠外力，自然脱落）所焊接头形状粗糙，不光滑发黑，严重的外套管有裂管现象1钎焊温度过高（过高使用了氧化焰）；2钎焊时间过长3已焊好的口又不断加热、填料用高压氮气或干燥空气焊件吹控制好加热时间；控制好加热的温度七、补焊的技术要求补焊是针对钎焊接头有缺陷的现象进行的一种补救措施，但不是所有有质量缺陷的接头都能采用此法。1、不能采用补焊的几种接头a）已经过烧的接头。 b）接头处的铜管已经熔蚀。c）接头处开裂现象严重（一般大于2mm）d）已经补焊过一次的接头。e）接头处已经严重变薄。2、能采用补焊的几种接头a）接头间隙部分未填满。b）钎料只在一面填缝，未完成圆角，钎缝表面粗糙。c）钎缝中有杂质（清除钎缝后重焊）d）焊缝有