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在采暖、空調(diào)、電子和冷凍設(shè)備的生產(chǎn)中，釬焊是一種主要的連接工藝，具有經(jīng)濟(jì)、強(qiáng)度高和密封性好等一系列優(yōu)點(diǎn)。 Lucas-Milhaupt公司提供包括預(yù)成型環(huán)在內(nèi)的各種不同形式及種類的釬焊材料，可同時(shí)為用戶提供不同的解決方案。
多年來，釬焊一直都是制造采暖、空調(diào)和冷凍設(shè)備時(shí)用來連接金屬的主要方法。釬焊可用于制作管道接頭，將U形管連接到回轉(zhuǎn)彎頭上，將銅管連接到銅制或鋼制集管箱和翅片上，將管束連接到外殼上等。
這種工藝可實(shí)現(xiàn)相同或不同材料間、薄厚不同的材料間以及熔點(diǎn)相差很大的金屬間的連接。
釬焊工藝經(jīng)濟(jì)、操作簡(jiǎn)單，可生產(chǎn)出強(qiáng)度高、無泄漏的接頭，因而被廣泛應(yīng)用。無泄漏的要求在采暖、空調(diào)和冷凍行業(yè)尤其重要，因?yàn)椴膳�、空調(diào)和冷凍設(shè)備都使用液體或氣體作為加熱或冷卻的介質(zhì)，任何金屬-金屬的接頭之間發(fā)生泄漏都會(huì)導(dǎo)致介質(zhì)的逸散，使設(shè)備不能正常發(fā)揮作用。
經(jīng)濟(jì)、強(qiáng)度高和密封性好這三大優(yōu)點(diǎn)是釬焊工藝固有的優(yōu)點(diǎn)。下面，讓我們研究一下這個(gè)工藝的性質(zhì)。
釬焊工藝的性質(zhì)
釬焊工藝主要包括把母材加熱至釬焊溫度，同時(shí)向連接區(qū)域進(jìn)給填料金屬，熔化的金屬填料會(huì)在毛細(xì)作用下被吸入并填充連接區(qū)域。冷卻后的釬焊連接，是在填料金屬與兩個(gè)基體金屬之間形成的高強(qiáng)度冶金連接。正確的釬焊形成的連接，其強(qiáng)度一般會(huì)比母材強(qiáng)度更高。
通常情況下，是毛細(xì)作用而非操作人員的技巧使填料金屬流入并填滿接縫的。為確保接頭質(zhì)量，必須遵循以下6個(gè)基本步驟：
1. 良好的配合及正確的間隙
釬焊的兩個(gè)金屬零件之間的最佳間隙一般為0.025～0.075mm，最大不超過0.230mm。如果間隙小于0.025mm，熔化填料金屬?zèng)]有足夠空間流入接縫。如果間隙大于0.203mm，毛細(xì)作用效率會(huì)變差，可能使填料金屬無法充滿接縫。
在制造采暖、空調(diào)和冷凍設(shè)備時(shí)，一般都能夠獲得正確的間隙。接頭結(jié)構(gòu)大多采用銅對(duì)銅的“杯”形設(shè)計(jì)，將一根銅管插入到另外一根端部被脹開或擴(kuò)口的銅管里。為確保簡(jiǎn)便的滑入配合，往往需要去除毛刺。
2. 清洗金屬
由于構(gòu)成釬焊基礎(chǔ)的毛細(xì)作用無法在骯臟表面上正常發(fā)揮作用，因此如果金屬表面被污染，釬焊填料金屬一般無法連接。
制作管狀接頭時(shí)，一般使用來自工廠的嶄新的管子和零件，不需要對(duì)之進(jìn)行清洗。但如果這些零件變臟或有油污，或連接的是從彎管工序返回、已經(jīng)被油污染的彎頭，為確保釬焊接頭的密封性，必須對(duì)之進(jìn)行清洗。
3. 在零件上涂敷釬劑
釬劑是一種化合物，在加熱過程中可保護(hù)金屬表面不被氧化，并幫助填料金屬流動(dòng)以完成釬焊連接。盡管釬劑通常情況下是很重要的，但在采暖、空調(diào)和冷凍組件的生產(chǎn)中卻往往只扮演次要角色，因?yàn)榻宇^多是銅對(duì)銅連接。當(dāng)進(jìn)行銅對(duì)銅的連接時(shí)，使用Sil-Fos 或Fos Flo等含磷的釬料可以省略涂敷釬劑的環(huán)節(jié)， 因?yàn)榱啄軌蚱鸬解F劑的作用。盡管銅對(duì)銅接頭可能并不需要額外釬劑來幫助實(shí)現(xiàn)毛細(xì)作用，但是額外釬劑還是有助于減少氧化皮，從而使接頭外觀更美觀。所以，根據(jù)組件情況，可推薦使用Lucas-Milhaupt的Therma Flux釬劑。
Therma Flux釬劑是一種液態(tài)釬劑，被添加在火焰中發(fā)揮作用。這一額外保護(hù)可使組件在加熱過程中免于氧化，并使零件保持更加清潔的狀態(tài)。
4. 釬焊時(shí)的零件裝配
采暖、空調(diào)和冷凍設(shè)備的釬焊接頭基本上均為管狀和滑入配合組件，本質(zhì)上，在釬焊過程中，它們都可自行對(duì)準(zhǔn)和支撐。
需要注意的是，釬焊之前，要確保一根管子完全插入另外一根管子內(nèi)，如果使用了預(yù)成型環(huán)，還需確保其定位正確，從而使填料金屬熔化時(shí)，能夠完全地流入接縫。
5. 釬焊組件
不管使用何種加熱設(shè)備（手動(dòng)或自動(dòng)），兩種母材均需均勻快速地進(jìn)行加熱。只有這樣，填料金屬才可勻速地流動(dòng)并潤濕兩個(gè)金屬表面，完全充滿整個(gè)接頭。將熱源在管子和管配件間來回移動(dòng)，使多數(shù)熱量施加于比較厚重（加熱較為緩慢）的管子配件上，為避免其斷面過熱，切勿將火焰直接對(duì)準(zhǔn)接頭區(qū)域。
加熱組件至釬焊溫度，根據(jù)被加熱金屬是否呈現(xiàn)暗紅色，就可知道是否達(dá)到了釬焊溫度。這時(shí)，將火焰向后拉一點(diǎn)，在銅管接頭和配件處，將填充金屬牢固地頂住銅管（含磷填充金屬一般流動(dòng)緩慢）。如果接頭加熱正確，填充金屬將流入并完全充滿接頭，它總是流向溫度較高的區(qū)域。在接頭釬焊完畢之后，讓火焰再在接頭底部走一遍。
6. 清洗釬焊接頭
一般而言，采暖、空調(diào)和冷凍設(shè)備并不需要進(jìn)行釬焊后的清洗。
6個(gè)基本步驟不僅適用于每次生產(chǎn)幾個(gè)接頭，而且也適用于成百上千地大批量生產(chǎn)完全相同的釬焊接頭，采暖、空調(diào)和冷凍設(shè)備所用的接頭就是典型范例。
釬焊預(yù)成型件
在進(jìn)行大批量釬焊時(shí)，可選擇適當(dāng)生產(chǎn)工藝，充分利用釬焊工藝的靈活性，如將釬焊預(yù)成型件與半自動(dòng)或全自動(dòng)加熱裝置配套使用。
釬焊預(yù)成型件由制作成許多形式和形狀的釬焊填料金屬組成。采暖、空調(diào)和冷凍設(shè)備普遍使用的形式是預(yù)成型環(huán)（如圖1）。
采用預(yù)成型環(huán)進(jìn)行釬焊時(shí)，預(yù)成型環(huán)被手工或自動(dòng)地預(yù)先放置在接頭區(qū)域。當(dāng)組件被加熱到釬焊溫度時(shí)，預(yù)成型環(huán)熔化，流動(dòng)到接頭區(qū)域，完成金屬對(duì)金屬的連接。
釬焊環(huán)將精確的、經(jīng)過測(cè)量的填料金屬提供給接頭，每個(gè)接頭都可獲得足夠的填充金屬，確保接頭強(qiáng)度和致密性。使用確保接頭品質(zhì)所需要的最低限度的填料金屬，在長(zhǎng)期生產(chǎn)運(yùn)行過程中，可節(jié)約大量材料。
Lucas-Milhaupt 公司為世界各地的公司提供各種尺寸的空調(diào)預(yù)成型環(huán)（如表1）。如果知道回轉(zhuǎn)彎管外徑尺寸，不管U形管內(nèi)表面是否平滑或帶螺紋，都可以很容易地匹配適當(dāng)尺寸的環(huán)。
為了保證以最低成本獲得最高質(zhì)量的釬焊接頭，只能使用最高質(zhì)量的預(yù)成型環(huán)。Lucas-Milhaupt公司生產(chǎn)的預(yù)成型環(huán)平直度在0.203mm以內(nèi)，內(nèi)徑保持在±0.075mm以內(nèi)，釬焊絲直徑保持在0.025mm之內(nèi)。這些嚴(yán)格的公差保證合金材料會(huì)正確熔化和流動(dòng)，提供完成釬焊接頭所需精確數(shù)量的填充材料。
1. 自動(dòng)化釬焊系統(tǒng)
使用預(yù)成型釬焊環(huán)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能使釬焊工藝實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。Lucas-Milhaup公司已經(jīng)設(shè)計(jì)和制造了稱之為COBRA的半自動(dòng)化在線釬焊系統(tǒng)。這臺(tái)設(shè)備是為釬焊熱交換器盤管回轉(zhuǎn)彎頭而設(shè)計(jì)的，其焊接速率每小時(shí)超過4萬個(gè)接頭。雖然有著無數(shù)種可供選擇的方案，但是標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)是長(zhǎng)4.6m、高3.6m和寬1.2m的系統(tǒng)。熱交換器盤管配備有多達(dá)4排回轉(zhuǎn)彎頭，可在標(biāo)準(zhǔn)橫火焰加熱系統(tǒng)上進(jìn)行釬焊，亦可使用任選下火焰燃燒系統(tǒng)對(duì)多達(dá)8排盤管回轉(zhuǎn)彎頭進(jìn)行焊接。
2. 推薦使用的填充金屬
供采暖、空調(diào)和冷凍行業(yè)使用的標(biāo)準(zhǔn)含磷填料金屬有多種。因此，需根據(jù)用途、加熱方法和強(qiáng)度要求的不同，提供最為合適的填料金屬。依據(jù)其含磷量性質(zhì)提供的各種合金在銅材焊接方面都是自熔性填充材料。
經(jīng)常采用的填料金屬是Fos Flo 6，含磷量比較低，因此流動(dòng)平穩(wěn)緩慢，與含磷量較高的填料合金相比，這種材料生產(chǎn)出來的接頭強(qiáng)度更高，韌性更好，用于連接螺紋管或內(nèi)槽管。用于采暖、空調(diào)和冷凍行業(yè)最為普遍的填料金屬是下列幾種：
（1）Fos Flo 6
與FF7一樣，這種合金材料也是一種廉價(jià)的、平緩自由流動(dòng)的填料金屬。由于磷含量較低以及能夠連接較大間隙，它有許多優(yōu)點(diǎn)，尤其是接頭韌性更好。這種合金材料應(yīng)用廣泛，尤其是焊接熱交換器盤管回轉(zhuǎn)彎頭。
（2）Sil-Fos 5
這種含銀填料金屬屬于快速流動(dòng)合金材料，在低溫下就會(huì)熔化，焊接出來的接頭韌性非常好，強(qiáng)度非常高。但由于含銀，所以比Fos Flo系列合金要昂貴許多。
（3）Sil-Fos 2
這種含銀填料金屬具有高的磷含量，因此流動(dòng)性極其高。與Fos Flo合金相比，它生產(chǎn)出來的接頭強(qiáng)度更高，但是價(jià)格也比較高，并且由于含磷量高，所以只推薦用于緊密配合接頭。這種接頭在運(yùn)行時(shí)，要求振動(dòng)要低。(end) |
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