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釬焊--演繹不一樣的精彩

查看：1028 　發(fā)稿日期：2016-01-13 19:47:58

在采暖、空調、電子和冷凍設備的生產中，釬焊是一種主要的連接工藝，具有經濟、強度高和密封性好等一系列優(yōu)點。 Lucas-Milhaupt公司提供包括預成型環(huán)在內的各種不同形式及種類的釬焊材料，可同時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、空調和冷凍設備時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。

這種工藝可實現相同或不同材料間、薄厚不同的材料間以及熔點相差很大的金屬間的連接。

釬焊工藝經濟、操作簡單，可生產出強度高、無泄漏的接頭，因而被廣泛應用。無泄漏的要求在采暖、空調和冷凍行業(yè)尤其重要，因為采暖、空調和冷凍設備都使用液體或氣體作為加熱或冷卻的介質，任何金屬-金屬的接頭之間發(fā)生泄漏都會導致介質的逸散，使設備不能正常發(fā)揮作用。

經濟、強度高和密封性好這三大優(yōu)點是釬焊工藝固有的優(yōu)點。下面，讓我們研究一下這個工藝的性質。

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釬焊工藝的性質

釬焊工藝主要包括把母材加熱至釬焊溫度，同時向連接區(qū)域進給填料金屬，熔化的金屬填料會在毛細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基體金屬之間形成的高強度冶金連接。正確的釬焊形成的連接，其強度一般會比母材強度更高。

通常情況下，是毛細作用而非操作人員的技巧使填料金屬流入并填滿接縫的。為確保接頭質量，必須遵循以下6個基本步驟：

1. 良好的配合及正確的間隙

釬焊的兩個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，熔化填料金屬沒有足夠空間流入接縫。如果間隙大于0.203mm，毛細作用效率會變差，可能使填料金屬無法充滿接縫。

在制造采暖、空調和冷凍設備時，一般都能夠獲得正確的間隙。接頭結構大多采用銅對銅的“杯”形設計，將一根銅管插入到另外一根端部被脹開或擴口的銅管里。為確保簡便的滑入配合，往往需要去除毛刺。

2. 清洗金屬

由于構成釬焊基礎的毛細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，一般使用來自工廠的嶄新的管子和零件，不需要對之進行清洗。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、已經被油污染的彎頭，為確保釬焊接頭的密封性，必須對之進行清洗。

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金屬表面不被氧化，并幫助填料金屬流動以完成釬焊連接。盡管釬劑通常情況下是很重要的，但在采暖、空調和冷凍組件的生產中卻往往只扮演次要角色，因為接頭多是銅對銅連接。當進行銅對銅的連接時，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)，因為磷能夠起到釬劑的作用。盡管銅對銅接頭可能并不需要額外釬劑來幫助實現毛細作用，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. 釬焊時的零件裝配

采暖、空調和冷凍設備的釬焊接頭基本上均為管狀和滑入配合組件，本質上，在釬焊過程中，它們都可自行對準和支撐。

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，如果使用了預成型環(huán)，還需確保其定位正確，從而使填料金屬熔化時，能夠完全地流入接縫。

5. 釬焊組件

不管使用何種加熱設備（手動或自動），兩種母材均需均勻快速地進行加熱。只有這樣，填料金屬才可勻速地流動并潤濕兩個金屬表面，完全充滿整個接頭。將熱源在管子和管配件間來回移動，使多數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，切勿將火焰直接對準接頭區(qū)域。

加熱組件至釬焊溫度，根據被加熱金屬是否呈現暗紅色，就可知道是否達到了釬焊溫度。這時，將火焰向后拉一點，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、空調和冷凍設備并不需要進行釬焊后的清洗。

6個基本步驟不僅適用于每次生產幾個接頭，而且也適用于成百上千地大批量生產完全相同的釬焊接頭，采暖、空調和冷凍設備所用的接頭就是典型范例。

釬焊預成型件

在進行大批量釬焊時，可選擇適當生產工藝，充分利用釬焊工藝的靈活性，如將釬焊預成型件與半自動或全自動加熱裝置配套使用。

釬焊預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、空調和冷凍設備普遍使用的形式是預成型環(huán)（如圖1）。

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采用預成型環(huán)進行釬焊時，預成型環(huán)被手工或自動地預先放置在接頭區(qū)域。當組件被加熱到釬焊溫度時，預成型環(huán)熔化，流動到接頭區(qū)域，完成金屬對金屬的連接。

釬焊環(huán)將精確的、經過測量的填料金屬提供給接頭，每個接頭都可獲得足夠的填充金屬，確保接頭強度和致密性。使用確保接頭品質所需要的最低限度的填料金屬，在長期生產運行過程中，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預成型環(huán)（如表1）。如果知道回轉彎管外徑尺寸，不管U形管內表面是否平滑或帶螺紋，都可以很容易地匹配適當尺寸的環(huán)。

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為了保證以最低成本獲得最高質量的釬焊接頭，只能使用最高質量的預成型環(huán)。Lucas-Milhaupt公司生產的預成型環(huán)平直度在0.203mm以內，內徑保持在±0.075mm以內，釬焊絲直徑保持在0.025mm之內。這些嚴格的公差保證合金材料會正確熔化和流動，提供完成釬焊接頭所需精確數量的填充材料。

1. 自動化釬焊系統

使用預成型釬焊環(huán)的一個優(yōu)點是能使釬焊工藝實現自動化。Lucas-Milhaup公司已經設計和制造了稱之為COBRA的半自動化在線釬焊系統。這臺設備是為釬焊熱交換器盤管回轉彎頭而設計的，其焊接速率每小時超過4萬個接頭。雖然有著無數種可供選擇的方案，但是標準系統是長4.6m、高3.6m和寬1.2m的系統。熱交換器盤管配備有多達4排回轉彎頭，可在標準橫火焰加熱系統上進行釬焊，亦可使用任選下火焰燃燒系統對多達8排盤管回轉彎頭進行焊接。

2. 推薦使用的填充金屬

供采暖、空調和冷凍行業(yè)使用的標準含磷填料金屬有多種。因此，需根據用途、加熱方法和強度要求的不同，提供最為合適的填料金屬。依據其含磷量性質提供的各種合金在銅材焊接方面都是自熔性填充材料。

經常采用的填料金屬是Fos Flo 6，含磷量比較低，因此流動平穩(wěn)緩慢，與含磷量較高的填料合金相比，這種材料生產出來的接頭強度更高，韌性更好，用于連接螺紋管或內槽管。用于采暖、空調和冷凍行業(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的、平緩自由流動的填料金屬。由于磷含量較低以及能夠連接較大間隙，它有許多優(yōu)點，尤其是接頭韌性更好。這種合金材料應用廣泛，尤其是焊接熱交換器盤管回轉彎頭。

（2）Sil-Fos 5

這種含銀填料金屬屬于快速流動合金材料，在低溫下就會熔化，焊接出來的接頭韌性非常好，強度非常高。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，因此流動性極其高。與Fos Flo合金相比，它生產出來的接頭強度更高，但是價格也比較高，并且由于含磷量高，所以只推薦用于緊密配合接頭。這種接頭在運行時，要求振動要低。(end)

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