一种铝青铜管接头钎焊方法与流程

本发明属于钎焊技术领域，涉及一种铝青铜管接头钎焊方法。

背景技术：

大功率舰船用柴油发动机上的管路零部件排列错综复杂，数量和规格多，出现漏气、漏油或者漏水将会影响到发动机的正常运转，导致发动机性能急速下降，甚至严重时引起动力舱着火等事故，整个发动机在动力舱内的维修空间布置相对有限。因此，提高管路零件一次安装使用的可靠性及耐久性极为重要。为了克服海水及其酸碱环境下的腐蚀性影响，大功率舰船用柴油发动机管路零件(尤其为空气管部件和海水管部件系列)设计时多采用了铜管和不锈钢管材料,以降低酸雾环境的腐蚀彯响，而与其连接的管路接头(如密封锥、旋转管接头、螺母等))基本上采用了铝青铜材料，因铝青铜材科有着优良的耐腐蚀、耐酸碱及优良的机械加工性能被优先选用。

目前，大功率舰船用柴油发动机上的管子与管路接头的连接90％以上都是通过钎焊方式完成。因铝青铜材料含有一定成分的铝元索，在钎焊过程中由于铝青铜接头表面会形成al2o3膜而无法去除，液态钎料与母材金属不能很好的熔合，无法在铝青铜表面润湿铺展，导致给钎焊的工艺造成非常大的因难，成为钎焊行业的难点。在国内，部分企业都是通过使用腐蚀性比较强的高活性钎剂来辅助完成铝青钢接头的钎焊。但该类特殊钎剂的配方和焊接使用后的效果各不相同，在国内没有一个完整的标准，在国外这种特殊钎剂的配方是不公开的。

使用此类腐蚀性极强的特殊钎剂，工件焊后要及时进行严格的刷洗，以防止钎剂残渣对工件造成腐蚀影响，因此对工件的焊后要求极高。此类特殊钎剂对工件的影响程度也不易控制，效率偏低，焊接质量得不到保证。在实际钎焊过程中，因为配方效果并不是最佳状态，经常造成管子或者管接头之间的纤焊性差，表现出钎焊不牢固，钎料铺展面积小，钎缝填隙能力差等问题，甚至出现管子或管接头被烧熔或烧穿的现象，钎焊质量存在不同程度的隐患，一次钎焊合格率不足50％。装车使用后表现出管子开裂漏油、接头被振动拔脱等故障，对使用和维修造成很大的不方便。同时，该类钎剂在市场上以粉末状制品较多，由于其吸温性很强，给该类钎剂的制备、保存及其质保期也带来了诸多不便。

技术实现要素：

(一)发明目的

本发明的目的是：提供一种铝青铜管接头钎焊方法，实现对钎料和钎剂无特殊要求、钎焊可操作性强、经济性好、钎焊质量高的特点。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种铝青铜管接头钎焊方法，其包括以下步骤：

s1：对待焊接的铝青铜接头上若干个部位进行尺寸测量记录，并对测量部位做标记；

s2：对待焊接的铝青铜接头进行除油和清洗处理；

s3：对清洗后的铝青铜接头进行氰化镀铜处理；

s4：对镀铜处理后的铝青铜接头上做标记的部位再次进行尺寸测量，尺寸满足预设要求时，和黄铜管子进行装配钎焊。

其中，所述步骤s2中，除油选用热电解除油溶液，热电解除油溶液的成分包括：氢氧化钠，40～60g/l；碳酸钠，20～40g/l；磷酸三钠，15～30g/l；水玻璃，3～5g/l。

其中，所述步骤s2中，除油时，温度70～80℃，电流密度2～5a/dm²，时间30～40min。

其中，所述步骤s2中，清洗处理时，采用弱酸洗溶液，弱酸洗溶液中含有：硫酸，50～80g/l；盐酸，50～80g/l；硝酸，10～20g/l；氢氟酸，3～5g/l。

其中，所述步骤s2中，清洗处理时间为60～150s。

其中，所述步骤s3中，进行氰化镀铜槽镀处理时，镀液中包括：氰化亚铜，40～70g/l；总量氰化钠，60～90g/l；游离氰化钠，10～25g/l；酒石酸钾钠，20～30g/l。

其中，所述步骤s3中，进行氰化镀铜槽镀处理时，溶液温度50～60℃，阴极电流密度3～5a/dm²。

其中，所述步骤s3中，进行氰化镀铜槽镀过程中，给予冲击电流，时间1～2min，电流强度为正常镀铜电流的1～1.5倍。

其中，所述步骤s3中，氰化镀铜时间在13～18min，镀层厚度在0.008～0.011mm。

其中，所述步骤s4中，钎焊时采用焊料bag40cuzncdni和焊剂qj101～0j103。

(三)有益效果

上述技术方案所提供的铝青铜管接头钎焊方法，通过对工艺方法的提升，在不影响接头使用性能的前提下，对铝青铜钎焊区接头表面经过特殊改性处理后，采用常规的钎料和钎剂即可进行钎焊，对钎料和钎剂无特殊要求，排除了特殊钎剂对工件造成腐蚀性影响的问题及其系列繁琐的防腐洗刷措施，提高了钎焊可操性，相比于对表面未经过特殊处理的管接头，钎焊后的拉伸强度，钎料铺展性，钎缝填隙能力及焊缝外观质量等均大大提高，钎焊质量和批产效率也明显有所提高。

附图说明

图1为铝青铜接头(qal10-4)图示。

图2为管子和管接头装配示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明铝青铜管接头钎焊方法的过程如下：

(一)试验件准备：采用大功率舰船上应用较广的黄铜(h62)管子和铝青铜接头(qal10-4)作为试验工件。所采用黄铜(h62)管子的规格为φ12mm×1mm，长度为150mm；所采用铝青铜接头(qal10-4)的规格如图1所示。数量：黄铜管子6根，铝青铜接头12个。

(二)试验工具准备：考虑到焊接试验的加热均匀性及稳定性，选用感应钎焊机进行感应钎焊，选用常用钎剂qj101～qj103。

(三)试验做法

1、对准备好的12个铝青铜接头，将其中6个分开，以进行表面改性处理，同时先采用千分尺对其中任意3件的若干个部位进行尺寸测量记录，并对测量部位做标记。

2、改性处理采用氰化镀铜工艺，并优化参数后进行槽镀，控制镀铜时间在13～18min，镀层厚度在0.008～0.011mm之间，保证零件镀层的结合力。镀层表面不出现气泡、镀层脱皮、麻点和粗糙等，主要参数优化控制情况如下：

(1)为保证镀铜效果好，先进行镀件除油，为使除油质量更好，对热电解除油溶液成分及工作规范进行优化(表1)：

表1

(2)为保证零件铜层的结合力，除油后对镀件进行清洗，清洗用弱酸洗溶液成分及工作规范进行优化(表2):

表2

(3)为精确控制铜层厚度，不出现气泡、铜层脱皮、麻点或粗糙等，对镀铜溶液成分及工作规范进行优化(表3)

表3

3、按照gb5270《金属基体覆盖层，附着强度试验方法评述》要求对镀层的附着强度进行划线和划格试验检查，合格后进行下一步操作。

4、镀层厚度检查：按照镀前部位标记情况，对镀后的接头在同样部位进行测量记录。比对测量前后的数据，并测算厚度，合格后进行下一步操作。针对铝青铜接头满足钎焊性要求的最佳镀层厚度参数范围值0.008～0.011mm。

5、将准备好的接头分为两组，有镀层的为一组，无镀层的为一组。

所有的管子和接头采用有机溶剂清洗干净后，按图2所示要求分别分组装配钎焊，并按照接头有无镀层分类编号。两组试件均采用常用焊料(bag40cuzncdni)和焊剂qj101～0j103进行钎焊。

6、记录焊接的整个过程，包括试件被加热时钎料的熔合情况，操作者焊接经验感受，试件表面残留钎剂的状态，焊缝表面的平整性与均匀连续性等。

7、对焊完后的两组试先进行射线探伤试验，观察间隙内的填缝饱满度，然后在拉力试验机cnt5305上进行强度拉伸试验，记录试验过程和结果。

(四)、试验结果及综合分析说明(表4)

表4

由上述技术方案可以看出，本发明在不影响接头使用性能的前提下，仅对铝青铜材料表面经过特殊改性处理后，采用常规的钎料和钎剂即可进行钎焊，而且钎焊后的拉伸强度，钎料铺展及钎缝填隙能力、焊缝外观形状等均比未经过特殊处理的管接头的状态要强，钎焊质量和批产效率更是明显提高。通过对不同状态试验件的各种记录综合分析，对铝青铜接头进行表面镀铜后再进行钎焊操作，其钎焊后的外观质量、间隙的填缝能力、焊缝强度及与母材的熔合性都比未镀铜铝青铜接头的钎焊性优越很多，对钎料和钎剂无特殊要求外，其钎焊可操作性更强。通过对此项技术的试验验证，在钎焊领域开拓和总结出了一种新的更加经济又高效的钎焊方法，为各系列发动机上管件钎焊技术提供了坚实可靠的技术支持。本发明所取得的技术已成功应用到了某型号大功率舰船柴油机上铝青铜接头的钎焊当中，应用效果良好，具有显著军事效益。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。