本发明专利技术公开了一种大面积低缺陷率软钎焊异种金属套管类结构的方法。对大面积配合的铝合金与不锈钢、铝合金与铜、铜与不锈钢等异种金属组合套管类结构在低于250℃温度下焊接。焊前首先将铝合金内孔镀镍处理，在内管外壁上预先涂敷一层钎料；将密封后的铝合金（或铜）底座中放到炉中加热至230～240℃，加入钎剂，并将低于240℃的液态钎料注入铝合金（或铜）内孔中。然后将预热至低于240℃的不锈钢管（或铜管）插入孔中，溢出多余钎料；凝固后形成高质量的异种金属组合的套管类结构。本发明专利技术焊料能够实现异种金属组合的套管类结构在空气中大面积软钎焊，焊接温度低于250℃，钎着率超过95%，单个缺陷面积不超过10mm2。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于焊接领域，涉及一种钎焊方法。具体是指能够实现铝合金、不锈钢、铜等异种金属套管类结构在空气中大面积软钎焊，焊接温度低于250°c，获得高质量的异种金属组合套管类软钎焊结构。
技术介绍
异种金属结构在国防领域和国民生产生活领域中的应用越来越多，主要是由于异种金属能够发挥两种不同金属的综合优势，还可能节省重量，并且有的部件必须采用异种金属的连接，因此异种金属在航空航天、核工业等国防领域以及冰箱、计算机、汽车等各生产生活领域得到了极其广泛地应用。在众多异种金属结构应用中，存在着大量的异种金属组合大面积配合的套管类结构，涉及材料包括铝合金、铜、不锈钢等常用材料，从用途上来看主要起到导热、散热等作用。根据这些结构的使用要求一般要求温度不能过高(如温度不能超过250°C等)，否则会影响结构中元件或系统的安全可靠性。因此一般常规采用的方法就是紧配合、机械连接、导热胶连接等方法，这类连接方法存在导热性能差、结构质量大、可靠性低等问题，已经越来越不能满足现代和未来国防工业生产和国民生产生活的高质量要求。钎焊能够提供永久的、高质量、高性能的连接，是异种金属组合大面积配合要求的套管类结构制造的优良方法。但是铝合金、铜、不锈钢等异种金属组合的钎焊，存在着:铝合金、铜、不锈钢等金属表面存在的氧化膜会影响钎料的润湿；异种金属的组织成分、物化性质差异较大，要求钎料与异种金属均能相容等钎焊难题。尤其是这些异种金属套管类结构对温度的要求不能超过250°C，否则其中的元器件会失去效用，因此需要采用软钎焊方法，而这些异种金属都是属于软钎焊比较困难的材料。此外这些套管类结构配合面积极大、要求钎焊面积大，钎透率高，这些都是钎焊技术中的问题。从目前文献和专利等方面来看，目前国内外尚无任何研究。因此，为克服上述问题，本专利技术提供了一种能够实现铝合金、不锈钢、铜等异种金属套管类结构在空气中大面积软钎焊，焊接温度低于250°C，获得高质量的异种金属组合套管类软钎焊结构。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种大面积低缺陷率软钎焊异种金属套管类结构的方法，其特征在于:对大面积配合的铝合金与不锈钢、铝合金与铜、铜与不锈钢等异种金属组合套管类结构采用Sn63Pb37共晶钎料和磷酸钎剂在低于250°C的钎焊温度条件下焊接到一起。对于铝合金与不锈钢、铝合金与铜两类异种金属套管类结构来讲，铝合金为外部部件，中间有与两种材料配合的内孔，不锈钢和铜为与铝合金内孔配合的内管；对于铜与不锈钢异种金属套管类结构来讲，铜为外部部件，中间有与不锈钢配合的内孔，不锈钢为与铜内孔配合的内管。本专利技术能够实现铝合金、铜、不锈钢等异种金属在空气中大面积软钎焊，焊接温度低于250°C，获得高质量的铝合金、铜、不锈钢等异种金属大面积配合的套管类钎焊结构。内部钎着率超过95%，单个气孔缺陷面积不超过10mm2。本专利技术的技术解决方案是:(I)将铝合金、铜等外部部件放入工装，采用耐热胶将工件与工装的间隙密封，固化I?2天；(2)钎焊前首先对铝合金的内孔待焊部位表面镀敷处理，采用化学镀、电镀等方法镀覆一层镍，厚度为8?15 μ m，镀层要均匀，与铝合金表面的结合性能良好；(3)在不锈钢、铜等内管表面预先涂敷上一层钎料。钎料为Sn63Pb37共晶钎料，钎剂为磷酸；方法是将预热至220?230°C的不锈钢、铜等内管表面涂上磷酸钎剂后放置到温度230°C的Sn63Pb37钎料槽中5?10秒中，然后取出，将表面残留的钎剂去除；也可以采用烙铁钎焊的方法在不锈钢、铜等内管表面涂覆一层钎料；(4)将铝合金、铜等外部部件放入管式炉中进行加热至温度230?240°C后，加入钎剂，然后将温度为220?230°C的Sn63Pb37钎料倒入在铝合金、铜等外部部件的内孔中；将倒满液态Sn63Pb37钎料的外部部件从管式炉中取出；(5)将预热至220?230°C的内管(不锈钢管、铜管)插入外部部件(铝合金、铜)的内孔中，溢出多余液态钎料，钎料冷却凝固后形成高质量的异种金属组合套管类结构。本专利技术所提供的一种大面积低缺陷率软钎焊异种金属套管类结构的方法中，所述的铝合金材料包括:1070A、2A14、2A16、2A20、3A21、3103、6061、6063、6A02 ;不锈钢管材料包括:ALSL304、ALSL304L、ALSL316、ALSL316L、0Crl8Ni9T1、lCrl8Ni9Ti ;铜包括:无氧铜、Tl和T2。所述的锡基钎料是Sn63Pb37共晶钎料。所述的钎剂为磷酸。所述的招合金与不锈钢插接深度为100-500mm,装配间隙0.2-0.6mm。所述的铝合金底座上的与不锈钢管(或铜管)配合的待焊部位镀镍处理采用的镀镍工艺为化学镀和电镀。所述的不锈钢管(或铜管)外壁上预先涂敷一层钎料，可以采用烙铁钎焊涂敷工艺和浸沾钎焊涂敷工艺。所述的铝合金(或铜)底座加热温度为230?240°C;不锈钢(或铜)管加热温度为220?230°C。本专利技术特点在于:1、解决了铝合金、铜、不锈钢等异种金属组合套管类结构的大面积软钎焊，2、焊温度低于250°C，能够有效地保护结构中的重要元器件；3、钎焊质量优质，内部钎着率超过95%，单个气孔缺陷面积不超过10mm2。【具体实施方式】实例1:铝合金与不锈钢大面积配合套管类结构的软钎焊的实例如下表所示。铝台、金鞍座铝合金与下锈钢 4配铝台、金钎料不锈钢焊接质量与不锈钢集表面预先处理工间隙鞍座加加热集热管热管钎焊长艺(mm)热温度温度加热温度(mm)____(°C) (0C)度 Ο__100铝合金电镀Ni层 0.2 230 220 220 钎缝区域无气+下锈钢表面烙铁孔__钎焊涂敷钎料______100铝合金电镀Ni层 0.5 230 225 225 针缝区域无气+下锈钢表面浸沾子L__钎焊涂敷钎料______100铝合金化学镀Ni 0.2 235 220 230 钎缝区域无气层+不锈钢表面烙子L__铁钎焊涂敷钎料______100铝&金化学镀Ni 0.2 235 230 225 钎缝区域无气_层+下锈钢表面浸_____本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大面积低缺陷率软钎焊异种金属套管类结构的方法，其特征在于：对大面积配合的铝合金与不锈钢、铝合金与铜、铜与不锈钢等异种金属组合套管类结构采用Sn63Pb37共晶钎料和磷酸钎剂在低于250℃的钎焊温度条件下焊接到一起。对于铝合金与不锈钢、铝合金与铜两类异种金属套管类结构来讲，铝合金为外部部件，中间有与两种材料配合的内孔，不锈钢和铜为与铝合金内孔配合的内管；对于铜与不锈钢异种金属套管类结构来讲，铜为外部部件，中间有与不锈钢配合的内孔，不锈钢为与铜内孔配合的内管。具体步骤如下：（1）将铝合金、铜等外部部件放入工装，采用耐热胶将工件与工装的间隙密封，固化1～2天；（2）钎焊前首先对铝合金的内孔待焊部位表面镀敷处理，采用化学镀、电镀等方法镀覆一层镍，厚度为8～15μm，镀层要均匀，与铝合金表面的结合性能良好；（3）在不锈钢、铜等内管表面预先涂敷上一层钎料。钎料为Sn63Pb37共晶钎料，钎剂为磷酸；方法是将预热至220～230℃的不锈钢、铜等内管表面涂上磷酸钎剂后放置到温度230℃的Sn63Pb37钎料槽中5～10秒中，然后取出，将表面残留的钎剂去除；也可以采用烙铁钎焊的方法在不锈钢、铜等内管表面涂覆一层钎料；（4）将铝合金、铜等外部部件放入管式炉中进行加热至温度230～240℃后，加入钎剂，然后将温度为220～230℃的Sn63Pb37钎料倒入在铝合金、铜等外部部件的内孔中；将倒满液态Sn63Pb37钎料的外部部件从管式炉中取出；（5）将预热至220～230℃的内管（不锈钢管、铜管）插入外部部件（铝合金、铜）的内孔中，溢出多余液态钎料，钎料冷却凝固后形成高质量的异种金属组合套管类结构。...
【技术特征摘要】
1.一种大面积低缺陷率软钎焊异种金属套管类结构的方法，其特征在于:对大面积配合的铝合金与不锈钢、铝合金与铜、铜与不锈钢等异种金属组合套管类结构采用Sn63Pb37共晶钎料和磷酸钎剂在低于250°C的钎焊温度条件下焊接到一起。对于铝合金与不锈钢、铝合金与铜两类异种金属套管类结构来讲，铝合金为外部部件，中间有与两种材料配合的内孔，不锈钢和铜为与铝合金内孔配合的内管；对于铜与不锈钢异种金属套管类结构来讲，铜为外部部件，中间有与不锈钢配合的内孔，不锈钢为与铜内孔配合的内管。具体步骤如下: (1)将铝合金、铜等外部部件放入工装，采用耐热胶将工件与工装的间隙密封，固化I?2天； (2)钎焊前首先对铝合金的内孔待焊部位表面镀敷处理，采用化学镀、电镀等方法镀覆一层镍，厚度为8?15 μ m，镀层要均匀，与铝合金表面的结合性能良好； (3)在不锈钢、铜等内管表面预先涂敷上一层钎料。钎料为Sn63Pb37共晶钎料，钎剂为磷酸；方法是将预热至220?230°C的不锈钢、铜等内管表面涂上磷酸钎剂后放置到温度230 V的Sn63Pb37钎料槽中5?10秒中，然后取出，将表面残留的钎剂去除；也可以采用烙铁钎焊的方法在不锈钢、铜等内管表面涂覆一层钎料； (4)...
【专利技术属性】
技术研发人员：曲文卿，梅鹏文，李敏雪，王磊，庄鸿寿，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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