[发明专利]一种CAB无钎剂钎焊的焊片

说明书

技术领域

本发明涉及一种在铝合金热交换器上使用的钎焊片，尤其是涉及一种非氧化性气氛钎焊炉无钎剂钎焊的钎焊片，具体地说是一种CAB无钎剂钎焊的焊片。

背景技术

下文关于对合金成分或优选合金成分的任何说明，提到百分比时都是指重量百分比，除非另作说明。

铝合金热交换器的炉中钎焊方法主要有两种，一种为真空钎焊，另外一种为CAB钎焊(可控气氛保护钎焊)。

真空钎焊利用抽真空系统对钎焊炉膛进行抽真空，保证炉膛真空度高于3×10^-3Pa，钎焊时利用钎焊复合板中的Mg元素在高温、高真空条件下的挥发去除铝合金表面氧化膜，从而实现钎焊。因此真空钎焊对炉体密封性要求高，抽真空系统复杂，并且真空条件下利用辐射加热，加热速率低，钎焊时间长。

CAB钎焊目前普遍采用Nocolok钎剂去除氧化膜，因此也称为CAB Nocolok钎焊。Nocolok钎剂能够在非氧化性气氛条件下促进钎焊过程的进行，解决了真空钎焊效率低的缺点。但Nocolok钎焊增加了喷钎剂工序，造成了粉尘污染问题。此外，Nocolok钎焊后钎剂在产品中残留，无法清除干净，造成产品清洁度低，无法满足某些热交换器的高清洁度需求。

对此，最近提出了作为解决上述问题的钎焊方法的CAB无钎剂钎焊。

在中国专利申请公开号CN102089117B中，公开了一种钎焊铝板材。该钎焊铝板材具有五层结构，包括铝芯合金层、第一钎焊包覆层、以及设置在铝芯合金层和第一钎焊包覆层之间的第二钎焊包覆层；通过在第一钎焊包覆层材料中保持很低的镁含量，且可控制地有意添加镁到第二钎焊包覆层材料中，成功应用在不使用钎焊剂的可控气氛钎焊工艺中。这种结构的钎焊铝板材通常被用来制造成型或成形的产品。在某些场合，也可用作焊料使用，但是这种使用方法，其芯层起不到任何作用，故造成材料浪费。

另外，对于复杂结构的产品，如挤压、机械加工的法兰等铝合金热交换器零件，其原料通常为3XXX或6XXX的单层铝合金，而不是上述专利的5层钎焊复合板，因而需要外加钎焊材料才能焊接。常规的方法是采用厚度非常薄、成型性优良的钎焊箔制造成符合钎焊要求的钎焊圈，放入待钎焊区域进行钎焊。由于钎焊部位非常狭小，而上述5层钎焊复合板的厚度通常超过300μm，因此无法应用在这些空间狭小的场合。

此外，目前已经工业化生产的4045铝合金钎焊片和4104铝合金钎焊片，分别用于可控气氛保护Nocolok钎焊和真空钎焊，但这两种钎焊片无法用于CAB无钎剂钎焊。

发明内容

本发明要解决的是现有技术存在的上述技术问题，旨在提供一种结构和工艺相对简单，用料较少，制造成本较低的CAB无钎剂钎焊的焊片。

为解决上述问题，本发明采用了以下技术方案：一种CAB无钎剂钎焊的焊片，包括钎料层和包覆在钎料层两侧的皮层，其特征在于所述的钎料层含有5％～15％的硅，0.01％～1％的镁和0.05％～0.15％的铋，所述的皮层含有3％～12％的Si和少于0.10％的镁。

本发明的一种CAB无钎剂钎焊的焊片，与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明的无钎剂焊片，钎料层为高硅含镁层，皮层为低硅无镁层。在钎焊过程中，钎料层内的Mg加热后扩散逸出，Mg与Al₂O₃生成颗粒状的MgAl₂O₄，弥散分布在铝合金表面，从而破坏了氧化膜的连续性，促进了钎料的润湿铺展，从而实现CAB无钎剂钎焊。同时，钎料层还含有浸润元素铋，可增加材料的流动性，使焊钎缝饱满。

2、本发明的多层钎焊片没有芯层，钎焊时焊片全部熔化，流入待钎焊区域，钎缝成形美观，产品质量好，无残留，无钎剂污染，产品钎焊效率高。

3、本发明的焊片采用三层结构，可以制成很薄的薄片，应用于复杂部件以及钎焊部位非常狭小的场合，如挤压零件、机加工零件等铝合金的CAB无钎剂钎焊，因而适用性非常广。

4、本发明的三层钎焊片，结构非常简单，制作工艺也较简单，可节省材料用量，降低制造成本。

根据本发明，皮层的固相线温度高于钎料层，对钎料层起到保护作用，使钎料层熔化后镁元素不被氧化。

根据本发明，所述的钎料层含有8％～13％的硅，0.05％～0.5％的镁和0.05％～0.15％的铋。

根据本发明，所述的皮层含有4％～10％的Si和少于0.05％的镁。

根据本发明，所述钎料层的厚度为50～250μm。