分析了铝合金板式换热器构件的预处理工艺、装配状况、复合板化学成分、钎料层厚度、真空钎焊工艺及工作环境等,找出了导致铝合金板式换热器泄漏的原因。关键词:铝合金;换热器;真空钎焊;泄漏;工艺中图分类号:TG146·21文献标识码:A文章编号:1007-7235(2009)03-0047-04铝合金板式换热器(以下简称换热器)属压力容器,在其应用过程中必须满足相应的承压要求。由于其结构特点,其焊接过程只有通过真空钎焊方式才能实现。真空钎焊是在真空状态下,对结构件进行加热和保温,使钎料在适宜的温度和时间范围内熔化,在毛细力作用下与固态金属充分浸润、溶解、扩散、焊合,从而达到焊接目的的一种先进焊接方法。真空钎焊的突出优点是可连接不同的金属、实现复杂结构的同时焊接,焊接后的焊接头光洁致密、变形小且具有优良的力学性能和抗腐蚀性能。然而,真空钎焊对换热器的结构设计、装配质量,铝合金复合板(以下简称复合板)的化学成分、钎料层厚度,钎焊工艺制度、工作环境等的要求甚为严格,否则,极易出现翅片弯曲倒伏、钎缝不连续、虚焊、熔蚀、直至泄漏等质量缺点。其中,泄漏属重大质量缺点。(1)备料:对复合板、翅片、封条等进行定型、定尺加工。。官方授权经销液冷板真空钎焊值得推荐,有需要联系常州三千科技有限公司。南通锯片真空钎焊
这与能谱分析结果一致,证明接头界面主要由Fe-Al金属间化合物组成.图2接头处的XRD谱XRDpatternofzonesforjs查阅相关文献得知,在钎焊加热的初始阶段,Al-Si-Mg钎料中的Mg能够以蒸汽的形式渗入铝合金表层与扩散进入铝合金表层的Si形成低熔点的Al-Si-Mg液相,液相形成破坏了氧化膜与铝合金的结合,达到了去除氧化膜的目的[6],保证钎料在铝合金表明有较好的润湿性.随着加热温度的逐渐升高,液态钎料中的Al元素与不锈钢中的Fe元素相互扩散,形成富铝相FeAl3(式(1)),该反应会释放大量的热[7],造成反应区局部温度升高,当温度高于共晶温度655℃时,FeAl3与Al形成共晶液相L(式(2)).随着反应进行,不锈钢中Fe元素不断溶解,在界面处聚集并向远离界面处不断扩散,使得液态钎料中Fe元素含量逐渐增加[8],根据Fe-Al二元相图可知,随着温度的升高,Fe元素在Al元素中的溶解度不断升高,会使得界面处有Fe2Al5金属间化合物生产,但由于Fe2Al5不稳定,会与Al继续反应生成FeAl和FeAl3(式(3)).但当钎焊温度较低或保温时间较短时,在钎缝中可以观察到残留的、尚未来得及反应的黑色Fe2Al5相(图3和图5).Fe+Al→FeAl3(1)FeAl3+Al→L(2)Fe2Al5+Al→FeAl3+FeAl(3)伴随着上述反应的进行。电极真空钎焊夹具操作性能好液冷板真空钎焊诚信企业,有需要联系常州三千科技有限公司。
不锈钢、5005铝合金与钎料连接紧密且反应充分,界面主要分成Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ三个反应层.对界面各反应层进行能谱分析,结果如表4所示,发现接头各反应层均主要由Fe,Al两种元素构成.图1钎焊温度580℃、保温时间15min时接头的显微Microstructuresofjsbrazedat580℃/15min表4接头各区主要元素成分及生成的可能相(原子分数,%)Table4Chemicapositionsofelementsandpossiblephasesforjs区域MgAlSiFe可能相ⅠⅡⅢαAl从图1可知,Ⅰ反应层呈浅灰色.由表4可知,Fe,Al原子比接近1:1,结合Fe-Al二元相图,推断该区成分为FeAl化合物.Ⅱ反应层颜色相对Ⅰ反应层颜色加深.由表4可知,Fe,Al原子比接近1:3,推断该反应层可能为FeAl3化合物.靠近5005铝合金的Ⅲ反应层中,由于Al元素含量较多,因此钎缝中主要为析出的Al基固溶体αAl;由于该反应层中还含有少量的Fe,因此该反应层可能有Fe-Al金属间化合物生产.综上所述,接头界面处Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ三个反应层的主要成分是由溶解和扩散的部分铁、铝及原始钎料组成,因此接头的冶金结合主要是靠Fe-Al之间形成的金属间化合物来实现的.为进一步确定接头界面反应产物,对接头断口进行了XRD检测.结果如图2所示,表明界面有FeAl和FeAl3化合物生成。
降低了钎料和母材间的相互扩散作用。装炉量大或工装设计不合理。工装太重吸热量太大,而导致升温速率慢。保温时间长或冷却速率慢等,钎料低熔点组元的挥发多。钎料过腐蚀,改变了其成分进而改变了熔点。(2)消除措施增加钎料用量,增大工装的夹紧力缩小连接处缝隙。钎焊前增加钎焊组件的去应力退火工序,或者分阶段升温并设置等温阶段,在500℃以上快速升温。减少钎剂的使用量,连续钎焊时应逐炉减少钎剂的使用量。减少装炉量,减轻工装重量,用石墨取代部分不锈钢。缩短钎料碱腐蚀时间,或调整腐蚀工艺参数,钎料和母材的腐蚀应分开进行。5针眼(气孔)钎焊过程中熔化钎料中的气泡在凝固时形成于表面的孔穴,小的称针眼,大的称气孔。(1)原因钎焊时真空度达不到要求,正常钎焊真空度要求在2·0×10-3Pa。钎焊炉内压力大,钎料中的气泡逸出阻力大。钎料成分不对,低熔点高蒸气压元素含量过高。(2)消除措施在接近钎料熔点处设定保温平台以降低钎焊炉内压力。减少钎料中大蒸气压元素含量。6钎料不全熔钎料不全熔是一部分钎料组分熔化而剩下高熔点的组分未熔,表观看就是钎料的表层熔化而中间没有熔化的缺点。(1)原因产品装炉量大,或者工装太重热容量大。钢制液冷板真空钎焊哪个品牌性能好,有需要联系常州三千科技有限公司。
真空管路等真空炉加热室主要零部件由下列设备组成:1.保温层(硅酸铝毡+炭毡+钼屏)2.石墨加热器3.水冷电极组件4.石墨电极及石墨连接件5.钼拉杆6.绝缘陶瓷件7.石墨炉床8.石墨喷嘴9.铂热电偶加热室主要由不锈钢加热室壳体、不锈钢反射屏、石墨加热器加热器、陶瓷绝缘件、水冷电极、炉床等组成。采用多温区闭环**加热控温方案。共设前门、后门、顶面、底面、左侧、右侧六个大区,共18个小区。电路与炉体绝缘性能良好,所采用的绝缘元件能防金属化,又便于拆卸清理更换。炉胆设有冷却气体循环,均匀冷却工件,炉胆便于清理。真空炉强制气冷装置:1.风机电机(45kW)2.密封引线电极3.***热交换器(紫铜)4.离心风机5.导风装置6.水冷电机座及罩体5.冷却水系统1.电磁阀2.手动球阀3.回水箱4.管路真空炉自动充气及分压装置:1.安全阀2.电磁阀3.手动球阀4.管路及接头真空炉气动控制系统:1.气动三联件2.电磁换向阀组3.管路及接头真空炉加热电源:高性能晶闸管调压器+变压器(180kVA)真空炉控制系统:(400段IMADEN)IMADEN公司)60点可编程序控制器(OMRON公司)(成都)6.控制柜体7.其它电气元件及电缆8.橡胶密封圈9.料盘(1件)真空系统工作时,首一先启动机械泵、维持泵和扩散泵。燃油液冷板真空钎焊哪个品牌性能好,有需要联系常州三千科技有限公司。梁溪区低温真空钎焊
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3、钎焊工装夹具工装夹具应设计成装配位置尺寸精度高和具备装夹力可以调整的功能,工装夹具使用1Cr18Ni9Ti较好,在钎焊温度时夹具有一定的弹性,使焊缝连接处有合适的间隙,形成毛细现象吸附住熔化钎料,缝隙太大就保持不住钎料。挥发的钎料在螺纹牙间会形成毛细吸附末尾凝固在牙间,拆卸不下来。螺栓应使用粗牙螺纹。工装夹具在次使用前还应在空气炉中先加热氧化一次,以减少钎料对其的润湿性,降低对辐射热的反射率。我们攻关前期用的钎焊实验的工装夹具的热容量大,钎料不熔、漫流、漏焊、熔蚀等缺点不断出现,即使调整其它工艺参数也无法避免。经观察分析,原因为真空钎焊是辐射传热,零件的升温和降温速率受工装夹具热容量的影响较大,升温和降温速率小,这相当于升温速率慢和保温时间长,相对应的钎焊缺点就不可避免。后镂空该工装、开设减重孔,使其重量降低了50%多,经实验钎焊缺点消除,钎焊效果良好。在不损害刚度的前提下应尽量减少工装的热容量,可以靠减轻工装重量和使用密度小、比热容小的材料来实现,比如石墨。4、钎焊工艺、铝合金真空钎焊的工艺流程铝合金真空钎焊的工艺流程:钎料裁剪→钎焊件母材和钎料表面的氧化膜去除→钎料固定→装配→真空钎焊→检验。南通锯片真空钎焊
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