有各種釬焊工藝用于熱交換器的工業(yè)規(guī)模制造。

真空釬焊是在相對較低的大氣壓下進行的，大約 1 x10 “4 mbar 或更低，是一種不連續(xù)的過程，對材料清潔度提出了很高的要求。為了獲得最佳的連接條件，通常用于真空釬焊的鋁合金含有1%Mg或更多的目的性添加物。Mg在釬焊過程中從釬焊片中蒸發(fā)時會破壞填充合金的硬氧化膜，此外，蒸發(fā)的Mg還充當吸氣劑，去除真空釬焊爐中殘留的氧氣和水分。爐子里總是有更多的鎂，然后是必要的。多余的鎂在真空釬焊爐的冷運動中凝結(jié)，必須經(jīng)常去除。合適設(shè)備的資本投資相對較高。

助焊劑釬焊已被許多換熱器制造商用作釬焊汽車換熱器的主要釬焊工藝;然而，其他非腐蝕性釬焊劑也是市售的。主要問題是釬焊劑成本，助焊劑處理和助焊劑對熔爐造成的損壞。此外，在復(fù)雜形狀的組件中，在組件內(nèi)部釬焊之前應(yīng)用釬焊助焊劑通常被認為是非常困難和有問題的。因此，大多數(shù)換熱器制造商一直在努力減少釬焊劑的消耗。

另一種釬焊工藝是在不使用釬焊劑的情況下進行氣調(diào)釬焊

這種不使用助焊劑的CAB工藝，所使用的釬焊片產(chǎn)品至少在構(gòu)成釬焊片的層中含有Mg，而不是填充合金層，通常核心合金含有0.05%至1.0重量范圍內(nèi)的Mg。在芯合金和填充合金之間存在著防擴散層，如無鎂AA3003系列鋁合金。另一種在惰性氣體氣氛下進行的無焊劑釬焊工藝。它還公開了一種釬焊板產(chǎn)品，其單面或雙面包覆以0.1 -5%的Mg和0.01 -0.5%的Bi為中間層的Al-Si合金填充合金，以及覆蓋在Al-Si合金釬焊合金外表面的薄覆蓋材料。建議在釬焊操作期間，隨著釬焊過程中溫度的升高，中間層中的填充材料會熔化，但是由于表面覆蓋著保持固體的薄覆蓋材料，因此不會發(fā)生填充材料表面的氧化。當溫度進一步升高時，熔點較低的部分，例如靠近熔融填充材料的薄覆蓋材料的偏析部分，被局部熔化，然后填充材料由于體積膨脹而滲出并擴散到薄覆蓋材料的表面上。然后，填充材料的表面變成沒有氧化膜的新興表面，并且由于惰性氣體氣氛，新的強烈氧化不會進行。

鋁釬焊板產(chǎn)品，其中Al-Si填料層已被蝕刻以促進無助焊劑釬焊。Al-Si填料層的蝕刻包括堿性或酸性蝕刻劑。一種在至少一側(cè)包覆有Al-Si填充層的鋁芯合金，其中該鋁芯包含0.01-0.5%的Bi和/或0.05-0.5%的Bi，以促進在受控氣氛下的無助焊劑釬焊。

一種無助焊劑釬焊方法，該方法在釬焊之前將片材蝕刻在酸溶液中，并且可以在之前進行堿性蝕刻。例如，鈑金材料包括由兩側(cè)包覆的AA3916芯合金制成的釬焊板產(chǎn)品，填充材料層為AA4045合金。

一種用于無助焊劑釬焊的鋁板預(yù)處理，其中鋁填料層的酸洗表面已用包含至少一種無機酸和至少一種絡(luò)合劑或絡(luò)合無機酸的酸性水性酸洗溶液進行酸洗，并且其中酸洗過程中的材料去除量在0.05-6g/m 2之間， 并且最優(yōu)選在0.2-0.4克/米 2之間。優(yōu)選的Al-Si填充材料選自AA4343、AA4045和AA4047組。需要一種改進的在受控氣氛中進行無通量釬焊的方法。

對于合金成分或優(yōu)選合金成分的任何描述，除非另有說明，否則所有對百分比的引用均按重量百分比。本文所用的術(shù)語“最多”和“最多大約”明確地包括，但不限于，它所指的特定合金組分的零重量百分比的可能性。例如，高達0.3%的Ti可以包括沒有Ti的合金。

并且為了本文的目的，如下文所用，術(shù)語“可控氣氛釬焊”或“CAB”是指在各種合金制品的釬焊中使用惰性氣氛（例如氮氣、氬氣或氦氣）的釬焊工藝，并且與真空釬焊不同，特別是因為使用CAB時，釬焊操作期間爐中的釬焊氣氛大約處于規(guī)則的大氣壓， 盡管可以使用輕微的欠壓（例如在0.1巴或更高的壓力下工作）或輕微的過壓來促進惰性氣氛的控制并防止含氧氣體流入釬焊爐。“芯”是指鋁合金，它是用作填料的鋁合金的結(jié)構(gòu)支撐?！疤盍稀笔侵赣糜阝F焊芯材或其他鋁制品的鋁硅合金。“圓角”是指兩個表面之間的凹形連接。本發(fā)明的一個目的是提供一種使用預(yù)處理的鋁板在受控氣氛中進行無助焊劑釬焊的方法。

本文提供一種制造連接部件的組件的方法，特別是熱交換器，通過釬焊在受控氣氛釬焊工藝中連接，包括以下步驟，滿足或超過本發(fā)明的目的和進一步的優(yōu)點：

（a） 提供擬一起釬焊的部件，其中至少一個由鋁合金釬焊板產(chǎn)品制成，包括一面或兩面包覆有Al-Si合金釬焊填料的芯合金，該Al-Si合金釬焊填料材料已通過堿性或酸性蝕刻劑蝕刻進行預(yù)處理， 其中，所述Al-Si合金釬焊填料具有以下組成，組成，以重量%計：

Si 5%至15%，優(yōu)選8至14%，

鎂0.10%-3%，優(yōu)選0.15%-2%，

鐵含量高達 0.8%

銅含量高達 0.3%

錳高達 0.8%

鋅高達 0.25%

鈦含量高達0.3%，

平衡鋁和不可避免的雜質(zhì)各<0.05%，總計<0.2%。

（b） 將部件組裝成一個組件;

（c） 在不對組件部件施加釬焊助焊劑的情況下釬焊組件，并在干燥的惰性氣體氣氛中以釬焊溫度（通常在約 540°C 至 615°C 的溫度范圍內(nèi)，例如在約 590°C 或約 600°C 的溫度下）釬焊整個組件，釬焊時間足以熔化和鋪展鋁釬焊填充材料， 例如，停留時間約為1至10分鐘，優(yōu)選為1至6分鐘，通常為約2或4分鐘，以在填充材料和至少一種其它組分之間形成圓角;其中，所述干燥惰性氣體氣氛中的氧含量小于35 ppm，優(yōu)選小于25 ppm;

（d） 冷卻釬焊組件，通常降至約 100°C 以下，例如冷卻至環(huán)境溫度。

釬焊惰性氣體氣氛應(yīng)干燥，這意味著露點小于-40°C，更優(yōu)選為-45°C或更低。

根據(jù)本文已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過堿性或酸性蝕刻劑進行預(yù)處理的預(yù)處理填料可用于無助焊劑CAB工藝。蝕刻減少了釬焊填充材料外表面的氧化物量，否則可能會阻礙釬焊過程中良好的圓角形成。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)它只能在惰性氣體氣氛干燥時可靠地投入實踐并提供良好的圓角形成，此外，前提是惰性氣氛中的氧含量低，并且Al-Si填充材料具有至少0.10%的Mg的強制性存在?；谝幌盗袑嶒炓呀?jīng)發(fā)現(xiàn)，如果Al-Si填充材料中存在小于0.05%Mg或不存在Mg，例如當使用基于AA4343，AA4045或AA4047的填充材料時，則只有在干燥惰性氣體氣氛中的氧含量小于4ppm并且優(yōu)選更低時，才能獲得良好的圓角形成。在某些情況下，在氧氣含量低至2 ppm時甚至沒有形成良好的魚片。然而，當存在Mg的有目的的添加時，則可以在干燥的惰性氣體氣氛中具有大量氧氣的同時獲得良好的圓角形成。如果氧含量超過35ppm則不會發(fā)生良好的填料形成，并且優(yōu)選氧含量小于25ppm，更優(yōu)選小于20ppm。由于在工業(yè)規(guī)模的控制氣氛釬焊爐中很難達到并保持低于5ppm的非常低的氧含量，因此本研究結(jié)果允許在惰性氣體環(huán)境中以可實現(xiàn)的氧氣水平進行無助焊劑CAB釬焊。這提供了顯著的成本效益。

Al-Si釬焊填料中的Mg含量至少為0.10%，并且優(yōu)選至少0.15%。更優(yōu)選的下限是 0.50%。較高的鎂含量可以耐受惰性氣氛中的高氧含量。然而，過高的鎂含量對釬焊操作是有害的，因此不應(yīng)超過3%。更優(yōu)選的Mg含量上限為2%，更優(yōu)選不超過1.70%。

50法，具有Mg強制性存在的Al-Si釬焊填料已在本領(lǐng)域用于真空釬焊。然而，在釬焊填料材料中使用受控添加鎂以用于無助焊劑 CAB 具有意想不到的優(yōu)勢。