[发明专利]一种用于铜铝焊接的火焰钎焊控制方法及自动焊机

说明书

本发明公开一种用于铜铝焊接的火焰钎焊控制方法，其特征在于：以天然气、空气和氧气混合燃烧的火焰作为热源。还公开一种用于铜铝焊接的自动焊机，其特征在于：以天然气、空气和氧气混合燃烧的火焰作为热源，包括天然气、空气和氧气三路气体输送系统，用于混合天然气、空气和氧气的混合器，及控制三路气体输送系统中电磁阀和流量阀的流量控制器集成。本发明克服了铜铝火焰钎焊中铝件过烧或欠烧或焊料渗透不均以及铜件晶相组织变化的缺陷，同时实现了焊接品质、焊接合格率及焊接效率的提升，一次合格率达到99％以上。

技术领域

本发明涉及自动火焰钎焊机领域，具体涉及一种用于铜铝焊接的火焰钎焊控制方法及自动焊机。

背景技术

铝的密度是铜的三分之一，不仅重量轻，而且价格低。在以铝代铜的趋势下，铜铝连接形成复合结构能发挥铜铝各自的优势，具有广泛的应用，例如加热器具、空调器、制冷工业等。火焰钎焊是实现铜铝连接的重要方法。火焰钎焊是利用金属钎料的熔点低于焊件金属的特性，将温度加热到大于钎料、小于焊件熔点的范围，钎料熔化并与焊件金属发生冶金反应，通过毛细作用浸润焊件金属实现连接。

现有技术的火焰钎焊中，是利用可燃气体与压缩空气或纯氧混合点燃后的火焰作为热源进行加热，火焰的控制是影响钎焊质量的非常关键的因素。

CN102259220A公开了一种数显精密流量可控可调多列铝热交换器火焰钎焊设备，以液化石油气与压缩空气燃烧的火焰作为热源，采用数显精密质量流量器实现液化石油气和空气流量的稳定、精密敏捷控制。

CN102615368A公开了一种火焰钎焊机的控制方法，以空气或氧气为助燃气体，利用流量传感器检测助燃气体和燃气的流量，利用温度传感器检测实际燃烧温度，同时控制助燃气体与燃气的比率和燃烧温度。

CN105397232A公开了一种火焰钎焊智能稳压流控制系统，以液化气与氧气混合点燃后的火焰作为热源，采用稳压稳流控制系统，可编程控制器分别与氧气质量流量控制器和液化气质量流量控制器相连接，自动记录保存焊接参数并使焊接参数标准化，并通过质量流量控制器自动调节火焰大小。

CN110773833A公开了一种汽车空调换热器自动火焰钎焊机，利用空气控制系统为火焰燃烧提供稳定且可调的空气，燃气控制系统为火焰燃烧提供精确控制流量的燃气，气体质量流量计通过PLC控制系统控制气体流量，调节后的空气和燃气在混合器中混合均匀后进行焊枪系统。

CN213945208U公开了一种火焰钎焊装置，通过控制器控制氧气和燃气管路上阀的开度，并对生产过程参数量化，以保证气体充分燃烧。

由于铜与铝的物理、化学性能差异很大，导致铜铝焊接的难度较大。申请人在实践中发现，采用现有技术的自动化火焰钎焊机焊接铜铝时，以氧气助燃的燃烧火焰易造成铝件过烧或欠烧或焊料渗透不均；以空气助燃的燃烧火焰易对铜件的晶相组织造成不利影响，严重影响焊接质量。

迫切需要开发一种适用于铜铝焊接的火焰钎焊控制方法及自动焊机。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于铜铝焊接的火焰钎焊控制方法及自动焊机，克服铝件过烧或欠烧或焊料渗透不均以及铜件晶相组织变化的缺陷，提高焊接品质、合格率，同时提高焊接效率。

经过长期反复的试验和深入研究，申请人发现：铝件过烧或欠烧或焊料渗透不均的主要原因在于铝件熔点与焊料熔点比较接近，熔点温差仅约50℃，以氧气助燃的燃烧火焰火力猛、热值高，加热时间难以控制；而以空气助燃的燃烧火焰火力温和、热值低，加热时间变长，导致铜材晶粒发生再结晶及长大，对铜件的性能造成不利影响。

为此，一方面，本发明提供一种用于铜铝焊接的火焰钎焊控制方法，其特征在于：以天然气、空气和氧气混合燃烧的火焰作为热源，控制天然气、空气和氧气的摩尔流量比在1：10-22：0.3-2.2的范围内。