真空钎焊,是指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。
真空钎焊炉包括具有圆筒形侧壁和门的
压力容器,门的尺寸和位置设计成可封闭圆筒形侧壁的一端。工件处理
系统安装在压力容器门上,用来支承金属工件进行热处理或钎焊。工件处理系统包括使工件在
处理过程中转动的装置。
真空系统可连接到工件,使工件内部的压力在钎焊过程中低于大
气压。
产品介绍
真空钎焊技术从四十年代开始至今,已成为一种极有发展前途的
焊接技术。最早出现在
电子工业上钎焊铜和
不锈钢的零件,后来又应用到
航空工业、
原子能工业,在1959年开始应用到制造不锈钢的
板翅式换热器上。现在,被广泛应用于
空气分离设备、石油
化工设备、
工程机械、车、船和家电等
工业部门的板翅式换热器和
冷却器中。
由于真空钎焊技术具有无可比拟的优点,所以在世界工业
发达国家得到迅速的发展和广泛的应用。
优点
1.真空钎焊,因不用
钎剂,显著提高了产品的抗腐蚀性,免除了各种污染,无公害的处理
设备费,有好的安全
生产条件;
2.真空钎焊不仅节省大量价格昂贵的金属钎剂,而且又不需要复杂的
焊剂清洗工序,降低了生产成本;
3.真空钎焊钎料的
湿润性和流动性良好,可以焊更复杂和狭小通道的器件,真空钎焊提高了产品的
成品率,获得坚固的清洁的
工作面;
4.与其它方法相比,炉子的内部结构及夹具等寿命长,可降低炉子的维修费用;
5.适于真空钎焊的材料很多,如:铝、
铝合金、铜、
铜合金,不锈钢、
合金钢、
低碳钢、钛、镍、因康镍(Inconei)等都可以在真空电炉中钎焊,设计者根据钎焊器件的用途确定所需的材料,其中铝和铝合金应用得最广泛。
应用
航空发动机
国外,美国普·惠公司的JT9D发动机蜂窝封严环,由环件和蜂窝夹芯用真空钎焊制成;该发动机
燃油总管由主管和多个支管、喷咀用真空钎焊组成;此机发动机
不锈钢热交换器由300多根
不锈钢管、隔板、壳体用真空钎焊组成;JT8D发动机12、13级
压气机静子环由内外环和几十个叶片用真空钎焊制成。美国
GE 的发动机
机匣由240多个0.25~0.7mm厚的因康
镍合金零件分三次阶梯真空钎焊而成。国内,沈阳黎明发动机公司、成都发动机公司分别真空钎焊静子环,用于海军飞机上;成都发动机公司真空钎焊燃油总管,并通过发动机试车。
真空钎焊
电炉是
航空发动机制造中的主要钎焊设备,美国已有200多台
真空钎焊炉。国内,黎明发动机制造公司、成都发动机公司、
北京航空工艺研究所在70年代分别研制出中型单室的真空钎焊电炉。北京航空工艺研究所在1964年与天津
电炉厂合作研制出半连续式真空钎焊炉,西安航发动机公司引进伊普森公司卧式真空电炉(炉膛尺寸910×610×610mm),北京民航Ameco公司引进伊普森公司钟罩式真空钎焊电炉(炉膛尺寸髟2300×1300mm),进口的
炉子皆为微机控温、程序
自动控制。现在,
沈阳真空技术研究所、北京航空工艺研究所、沈阳市真空应用研究所等单位都研制了能够微机控温、按程序自动控制的大型高温真空钎焊电炉。
工程机械
真空钎焊中小
钎头就是一个实例,中小钎头广泛地应用于冶金、地质、煤炭、水利、铁路、军工等建设事业上。据统计1978年,全国消耗中小钎头约1万只,而现在的用量就更大,在
国民经济建设中发挥了重要作用。
西北矿冶研究所1978年开始研制真空钎焊中小钎头,1980年通过冶金部作的
技术鉴定,80年代已具有年产十万只中小钎头的生产线,产品供应全国上百家矿山使用。该所生产的钎头还先后在大庙铁矿、
湘东钨矿、南京梅山铁矿、红透山
铜矿、
华铜铜矿等地进行了数十次试验。钻凿了不同类型的矿岩,经受了坚硬的花岗岩、难钻凿的
角岩以及坚硬
磨蚀性强的
块状磁铁矿夹
矽卡岩等考验。φ42mm的十字形钎头与
瑞典同类型钎头在现场进行钻凿花岗岩的
对比试验,平均使用寿命超过100m,达到了瑞典钎头的水平,据调查,使用寿命提高了1至1.5倍,给用户带来了显著的
经济效益。
车船交通工具
真空钎焊的板翅式
机油冷却器就用于车、船上。
板翅式机油冷却器具有
传热效率高、结构紧凑、重量轻等特点,是当今
柴油机冷却器的更新换代产品,已广泛应用于汽车、拖拉机、
船用柴油机等领域中。
我国生产这类板翅式
机油冷却器的厂家为数不多,并均采用
银铜合金焊接,每台需耗费白银150克,而采用无银铜真空钎焊工艺制成的冷却器,不仅为国家节约了大量贵重的银,又
气密性好,钎焊的产品经10kg·f/cm2的
气压试验,无漏气和渗漏现象,
清洁度高,表面光泽良好,在柴油机上使用,其传热性能达到
机械工业部颁布的t·柴油机板翅式水冷机油冷却器”的规定指标,在水中浸泡115小时,表面无锈斑腐蚀,并大大降低了
生产成本。
1984年
捷克从英国引进小型连续真空钎焊电炉生产司克达载重
卡车上的铲敬热器,
年产量在1万台以上。美国福特汽车公司于1971年开始采用真钎焊工艺,生产铝制散热器芯部。1984年生产的
汽车散热器中,铝制的占20%,后来对下属的两家工厂生产铝散热器生产线进行技术改造,估计经过技术改造后1985年可达300万台。福特公司之所以要对生产线进行技术改造,是因为铝散热器重量轻,并且热交换性能好。因此,
福特汽车公司所制造的客车、轻型卡车、带蓬载重汽车中,使用铝制散热器的量占90%至95%。
日本古河铝工业公司开发了一种适于真空钎焊汽车
热交换器散热片用的新型合金(CF系列),并已大量生产,这种CF系列新合金是在铝、锌、锰中添加 0.2~0.3%的钙组成的合金。可作为热交热器的散热片用,新合金提高了
耐腐蚀性和使用寿命。据息,汽车热交换器用铝材,欧洲占80%~90%,美国占 50%,日本占15%。因此,日本古河铝工业公司才推出CF系列新型铝合金,无疑将对日本汽车
热交器的铝材化必起
促进作用。
现在,一台轿车上用真空钎焊的部件就有20多处,可见真空钎焊技术作用之大、效果之好、应用之广。
空气分离设备
热器主要用于氧气、氮气、
氩气和
稀有气体的制取。过去主要是用
盐浴浸渍钎焊制造板翅式换热器,这种
工艺技术,不仅能耗大,
工艺过程复杂,还腐蚀性强,对环境污染严重,生产成本高,
产品寿命低。真空钎焊比
盐浴钎焊具有诸多的优点,所以
发展趋势是真空钎焊将取代
盐溶钎焊。
1991年杭州
制氧机厂引进美国斯图尔特·沃纳公司的大型真空钎焊炉和
铝制板翅式换热器的设计制造技术,可钎接的换热器为1200×1200×6000mm,
工作压力最高可达8.4MPa。
杭州制氧机厂的第一台真空钎焊
透平氧压机叶轮,在14500、16000、18060r/min三档转速下试验,分别进行超速三分钟试验,只有钎焊质量差的一条叶片发现脱缝,其余部分均尚好,整个叶轮仍完好无损。
真空钎焊叶轮的成功,大大提高了该厂窄流道叶轮制造精度,因而不仅保证了设计
性能指标,又降低了
制造成本,同时还缩短了
生产周期。真空钎焊叶轮制造技术的实破,对推动我国
空分设备行业的
技术进步将起着重要作用。
由于真空钎焊具有许多优点,英国马尔斯顿公司在1983年底已关闭了盐浴
钎焊炉,而采用英国康萨克公司生产的FVB-114-120-240大型真空钎焊炉生产低温换热器。
石油化工
在
石油化工上广泛应用真空钎焊制造地板翅式换热器,例如:(1)
石油化学炼厂气体回收;(2)
天燃气、
焦炉气的分离和回收;(3)天燃气、
石油气的液化。由于
板翅式换热器具有处理量大,分离效果好,能耗低,纯度高等优点。所以,世界各国都十分重视真空钎焊板翅式换热器技术的发展。
其它方面
真空钎焊技术用于机车散热器、
压缩机中冷器,氟里昂和烷、
烯烃类致冷系统,挖掘
机油冷却器、
燃气轮机回热器,大功率变压器散热器,以及家用电器的应用,如真空钎焊家用空调机和各种
电暖器的换热器芯条。