专利名称：铝及铝合金工件的真空钎焊装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及金属的真空钎焊，尤其是涉及一种铝及铝合金工件的真空钎焊装置。
背景技术：
铝合金具有密度低、强度高、塑性好、加工成型性强、导电、导热性优良和抗蚀性好等优点，在工业上广泛使用，使用量仅次于钢。铝合金是指以铝元素为基料的一类合金的总称，其中添加的主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。铝合金按加工方法主要分为两大类铸造铝合金(在铸态下使用)和变形铝合金(能承受压力加工)，变形铝合金的力学性能高于铸造铝合金。铝合金可加工成各种形态、规格的型材，因此铝合金在航空航天、军事、建筑、交通运输、电子工业和日常生活等领域有着重要的应用价·值。铝及铝合金的钎焊可以采用火焰钎焊、真空钎焊、炉中钎焊和盐浴钎焊等方法。火焰钎焊的设备简单、燃气来源广、灵活性大、应用范围很广，主要用于钎焊小型焊件和单件生产，但钎焊时的加热温度难以掌握，而且对操作者的经验要求较高。盐浴钎焊具有加热快而均匀、焊件不易变形、去膜充分的优点，因而焊件质量好、生产效率高，特别适合于大批量生产，尤其适用于高密集结构钎缝的焊接，盐浴钎焊一般使用膏状、箔状钎料或使用Al-Si共晶成分或亚共晶成分的钎料包覆层。目前钎焊生产大多使用钎料包覆层，既能提高生产效率又能较好的保证钎焊质量。其不足之处在于首先，由于加热工件和去氧化膜都靠熔盐进行，对于结构复杂的工件，进盐和出盐都比较困难，这样就给结构设计和加工工艺带来限制，使其复杂化，而且不容易保证焊接质量；其次，由于特定的使用环境和使用寿命要求，有些产品对耐蚀性要求比较高，而盐浴钎焊后工件内残留大量的钎剂，需要很长的清洗时间；另外，盐浴钎焊设备投资大，工艺复杂，生产周期长。炉中钎焊的设备投资小，钎焊工艺简单，操作方便。但是这种方法加热慢，在空气中加热时工件表面容易氧化，尤其在温度高时更为显著，不利于钎剂的去膜，而且在加热过程中，钎剂会因空气中的水分而失效。铝及铝合金的真空钎焊与其他金属的真空钎焊相比具有明显的特殊性首先由于铝及铝合金表面的氧化膜十分稳定，单纯依靠真空条件几乎不能达到去除氧化膜的目的，必须同时借助于某些金属活化剂的作用。一般情况下用作金属活化剂的是一些蒸气压较高同时对氧气的亲和力比铝大的元素，例如镁、钡、锶等元素。研究表明，以镁作为活化剂效果最好，在65毫帕(Pa)的真空度下可以取得良好效果。由于镁的蒸气压高，在真空中容易挥发，有利于清除氧化膜，且价格较低。因此应用比较普遍。其中Mg作为活化剂的去膜机理是一方面，活化剂与真空中残留的OjPH2O反应，消除了它们对铝钎焊时的有害作用；另一方面，镁(Mg)蒸气渗入氧化膜下表材层与扩散的Si —起形成低熔点的Al-Si-Mg合金，钎焊时，该合金熔化从而破坏了氧化膜与母材的结合，使熔化的钎料润湿母材，在氧化膜下铝合金母材上铺展，并将表面膜浮起从而去除。镁作为活性剂，可以以纯镁的细小颗粒形式直接放在接头旁使用，或者以镁蒸气形式引入钎焊区，也可以将镁作为合金元素加入铝硅钎料中。但是对于结构复杂的铝合金钎焊件，镁蒸气很难在钎焊界面上遍布，钎焊出来的产品中常有些钎焊部位出现裂纹、氧化物夹渣、虚焊、未焊上等缺陷，使得铝合金钎焊产品的成品率较低。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种可大幅度提高铝及铝合金钎焊工件的钎焊性能和质量的真空钎焊装置。为实现上述目的，本实用新型可采取下述技术方案本实用新型所述的铝及铝合金工件的真空钎焊装置，它包括镁蒸气发生室、钎焊室和镁收集室，所述镁蒸气发生室、钎焊室和镁收集室之间通过导管密封连通；在所述镁蒸气发生室内设置有加热装置，在所述镁收集室内设置有带有冷水管道的收集铜网。所述加热装置为电加热装置。 本实用新型的优点在于结构简单，钎焊效率高。钎焊结构复杂的铝或铝合金工件时，将该装置置于真空钎焊炉内，可高效去除铝合金工件表面的氧化膜，提高钎料的利用率，大幅度提闻针焊工件的针焊性能和质量，提闻复杂结构招合金工件的针焊成品率，达到节约资源的目的。
图I是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型所述的铝及铝合金工件的真空钎焊装置，它包括镁蒸气发生室I、钎焊室2和镁收集室3，镁蒸气发生室I、钎焊室2和镁收集室3之间通过导管4密封连通；在镁蒸气发生室I内设置有电加热装置5，在镁收集室3内设置有带有冷水管道的收集铜网6。钎焊时，将待焊接的铝合金工件7和钎料清洗干净放在钎焊室2内，将金属镁8(纯镁粉或镁块)放在镁蒸气发生室I内的电加热装置5上，然后将其放入真空钎焊炉9内，利用钎焊炉9的抽真空系统将本装置抽至真空度I. 4Pa，在钎焊炉9也达到预期的真空度后，将钎焊炉9和其内部的钎焊装置同时加热，金属镁8以镁蒸气的形式蒸发充满镁蒸气发生室I，之后镁蒸气顺着镁蒸气发生室I和钎焊室2之间的导管4导入钎焊室2内，镁蒸气将和结构复杂的铝合金钎焊工件7表面的氧化膜发生充分反应，使得待钎焊的铝合金工件7表面的氧化膜(Al2O3)被高温镁蒸气完全清除，然后保温一定时间，待钎料熔化并和铝合金母材充分发生钎焊冶金反应后，钎焊连接完成；与此同时，多余的镁蒸气通过导管4进入镁收集室3中，外接水管通过收集铜网6上预留的水管入口和进口与内部的冷水管道相连通，通过控制冷水管道内冷却水的流量使收集铜网6的温度降至合适温度，多余的镁蒸气就被镁收集室3中的收集铜网6收集起来。待焊接完成后,真空钎焊炉9停止加热，冷却至室温后将本实用新型的钎焊装置取出，然后取出已钎焊连接完成的铝或铝合金工件即可。
权利要求1.一种铝及铝合金工件的真空钎焊装置，其特征在于它包括镁蒸气发生室(I)、钎焊室(2)和镁收集室(3)，所述镁蒸气发生室(I)、钎焊室(2)和镁收集室(3)之间通过导管(4 )密封连通；在所述镁蒸气发生室(I)内设置有加热装置(5 )，在所述镁收集室(3 )内设置有带有冷水管道的收集铜网(6)。
2.根据权利要求I所述的铝及铝合金工件的真空钎焊装置，其特征在于所述加热装置(5)为电加热装置。
专利摘要本实用新型公开了一种铝及铝合金工件的真空钎焊装置，它包括镁蒸气发生室、钎焊室和镁收集室，所述镁蒸气发生室、钎焊室和镁收集室之间通过导管密封连通；在所述镁蒸气发生室内设置有加热装置，在所述镁收集室内设置有带有冷水管道的收集铜网。本实用新型的优点在于结构简单，钎焊效率高。钎焊结构复杂的铝或铝合金工件时，将该装置置于真空钎焊炉内，可高效去除铝合金工件表面的氧化膜，提高钎料的利用率，大幅度提高钎焊工件的钎焊性能和质量，提高复杂结构铝合金工件的钎焊成品率，达到节约资源的目的。
文档编号B23K3/00GK202684262SQ20122037374
公开日2013年1月23日 申请日期2012年7月31日 优先权日2012年7月31日
发明者马力, 龙伟民, 裴夤崟, 沈元勋, 鲍丽, 程亚芳, 温慧娟, 王洋, 吕登峰, 颜新奇 申请人:郑州机械研究所