真空釬焊
真空釬焊,是指工件加熱在真空室內進行,主要用于要求質量高的產品和易氧化材料的焊接。真空釬焊爐包括具有圓筒形側壁和門的壓力容器,門的尺寸和位置設計成可封閉圓筒形側壁的一端。工件處理系統安裝在壓力容器門上,用來支承金屬工件進行熱處理或釬焊。工件處理系統包括使工件在處理過程中轉動的裝置。真空系統可連接到工件,使工件內部的壓力在釬焊過程中低于大氣壓。
概述
真空釬焊從四十年代開始至今,已成為一種極有發(fā)展前途的焊接。早出現在電子工業(yè)上釬焊銅和不銹鋼的零件,后來又應用到航空工業(yè)、原子能工業(yè),在1959年開始應用到制造不銹鋼的板翅式換熱器上?,F在被應用于空氣分離設備、石油化工設備、工程機械、車、船和家電等工業(yè)部門的板翅式換熱器和冷卻器中。
由于真空釬焊具有無可比擬的,所以在工業(yè)發(fā)達國家得到迅速的發(fā)展和的應用
1.真空釬焊,因不用釬劑,提高了產品的抗腐蝕性,免除了污染,無公害的處理設備費,有好的安 全生產條件;
2.真空釬焊不僅節(jié)省大量價格昂貴的金屬釬劑,而且又不需要復雜的焊劑清洗工序,降低了生產成本;
3.真空釬焊釬料的濕潤性和流動性良好,可以焊更復雜和狹小通道的器件,真空釬焊提高了產品的成品率,獲得堅固的清潔的工作面;
4.與其它方法相比,爐子的內部結構及夾具等,可降低爐子的維修費用;
5.適于真空釬焊的材料很多,如:鋁、鋁合金、銅、銅合金,不銹鋼、合金鋼、低碳鋼、鈦、鎳、因康鎳(Inconei)等都可以在真空電爐中釬焊,設計者根據釬焊器件的用途確定所需的材料,其中鋁和鋁合金應用得。
應用
航空發(fā)動機
,普·惠公司的JT9D發(fā)動機蜂窩封嚴環(huán),由環(huán)件和蜂窩夾芯用真空釬焊制成;該發(fā)動機燃油總管由主管和多個支管、噴咀用真空釬焊組成;此機發(fā)動機不銹鋼熱交換器由300多根不銹鋼管、隔板、殼體用真空釬焊組成;JT8D發(fā)動機12、13級壓氣機靜子環(huán)由內外環(huán)和幾十個葉片用真空釬焊制成。GE 的發(fā)動機機匣由240多個0.25~0.7mm厚的因康鎳合金零件分三次階梯真空釬焊而成。,沈陽黎明發(fā)動機公司、成都發(fā)動機公司分別真空釬焊靜子環(huán),用于**飛機上;成都發(fā)動機公司真空釬焊燃油總管,并通過發(fā)動機試車。
真空釬焊電爐是航空發(fā)動機制造中的主要釬焊設備,已有200多臺真空釬焊爐。,黎明發(fā)動機制造公司、成都發(fā)動機公司、北京航空工藝研究所在70年代分別出中型單室的真空釬焊電爐。北京航空工藝研究所在1964年與天津電爐廠合作出半連續(xù)式真空釬焊爐,西安航發(fā)動機公司易普森公司臥式真空電爐(爐膛尺寸910×610×610mm),北京民航Ameco公司易普森公司鐘罩式真空釬焊電爐(爐膛尺寸髟2300×1300mm),的爐子皆為微機控溫、程序自動控制?,F在,沈陽真空研究所、北京航空工藝研究所、沈陽市真空應用研究所等單位都了能夠微機控溫、按程序自動控制的大型高溫真空釬焊電爐。
工程機械
真空釬焊中小釬頭就是一個實例,中小釬頭地應用于冶金、地質、煤炭、水利、鐵路、**等建設事業(yè)上。據統計1978年,全消耗中小釬頭約1萬只,而現在的用量就更大,在國民建設中了重要作用。
西北礦冶研究所1978年開始真空釬焊中小釬頭,1980年通過冶金部作的鑒定,80年代已具有年產十萬只中小釬頭的生產線,產品供應上百家礦山使用。該所生產的釬頭還先后在大廟鐵礦、湘東鎢礦、南京梅山鐵礦、紅透山銅礦、華銅銅礦等地進行了數十次試驗。鉆鑿了不同類型的礦巖,經受了堅硬的花崗巖、難鉆鑿的角巖以及堅硬磨蝕性強的塊狀磁鐵礦夾矽卡巖等考驗。φ42mm的十字形釬頭與同類型釬頭在現場進行鉆鑿花崗巖的對比試驗,平均使用壽命過100m,達到了釬頭的水平,據調查,使用壽命提高了1至1.5倍,給用戶帶來了的效益。
車船交通工具
真空釬焊的板翅式機油冷卻器就用于車、船上。板翅式機油冷卻器具有傳熱效率高、結構緊湊、重量輕等特點,是當今柴油機冷卻器的更新產品,已應用于汽車、拖拉機、船用柴油機等中。
我國生產這類板翅式機油冷卻器的廠家為數不多,并均采用銀銅合金焊接,每臺需耗費白銀150克,而采用無銀銅真空釬焊工藝制成的冷卻器,不僅為國家節(jié)約了大量貴重的銀,又氣密性好,釬焊的產品經10kg·f/cm2的氣壓試驗,無漏氣和滲漏現象,清潔度高,表面光澤良好,在柴油機上使用,其傳熱性能達到機械工業(yè)部頒布的t·柴油機板翅式水冷機油冷卻器”的規(guī)定指標,在水中浸泡115小時,表面無銹斑腐蝕,并大大降低了生產成本。
1984年捷克從小型連續(xù)真空釬焊電爐生產司克達載重卡車上的鏟敬熱器,年產量在1萬臺以上。福特汽車公司于1971年開始采用真釬焊工藝,生產鋁制散熱器芯部。1984年生產的汽車散熱器中,鋁制的占20%,后來對下屬的兩家工廠生產鋁散熱器生產線進行改造,估計經過改造后1985年可達300萬臺。福特公司之所以要對生產線進行改造,是因為鋁散熱器重量輕,并且熱交換性能好。因此,福特汽車公司所制造的客車、輕型卡車、帶蓬載重汽車中,使用鋁制散熱器的量占90%至95%。
古河鋁工業(yè)公司了一種適于真空釬焊汽車熱交換器散熱片用的合金(CF系列),并已大量生產,這種CF系列新合金是在鋁、鋅、錳中添加 0.2~0.3%的鈣組成的合金。可作為熱交熱器的散熱片用,新合金提高了耐腐蝕性和使用壽命。據息,汽車熱交換器用鋁材,歐洲占80%~90%,占 50%,占15%。因此,古河鋁工業(yè)公司才推出CF系列鋁合金,無疑將對汽車熱交器的鋁材化必起促進作用。
現在,一臺轎車上用真空釬焊的部件就有20多處,可見真空釬焊作用之大、效果之好、應用之廣。
空氣分離設備
熱器主要用于氧氣、氮氣、氬氣和稀有氣體的制取。過去主要是用鹽浴浸漬釬焊制造板翅式換熱器,這種工藝,不僅能耗大,工藝過程復雜,還腐蝕性強,對環(huán)境污染嚴重,生產成本高,產品壽命低。真空釬焊比鹽浴釬焊具有諸多的,所以發(fā)展趨勢是真空釬焊將取代鹽溶釬焊。
1991年杭州制氧機廠斯圖爾特·沃納公司的大型真空釬焊爐和鋁制板翅式換熱器的設計制造,可釬接的換熱器為1200×1200×6000mm,工作壓力高可達8.4MPa。
杭州制氧機廠的首臺真空釬焊透平氧壓機葉輪,在14500、16000、18060r/min三檔轉速下試驗,分別進行速三分鐘試驗,只有釬焊質量差的一條葉片發(fā)現脫縫,其余部分均尚好,整個葉輪仍完好無損。
真空釬焊葉輪的成功,大大提高了該廠窄流道葉輪制造精度,因而不僅了設計性能指標,又降低了制造成本,同時還縮短了生產周期。真空釬焊葉輪制造的實破,對推動我國空分設備行業(yè)的進步將起著重要作用。
由于真空釬焊具有許多,馬爾斯頓公司在1983年底已關閉了鹽浴釬焊爐,而采用康薩克公司生產的FVB-114-120-240大型真空釬焊爐生產低溫換熱器。
石油化工
在石油化工上應用真空釬焊制造地板翅式換熱器,例如:(1)石油化學煉廠氣體回收;(2)天燃氣、焦爐氣的分離和回收;(3)天燃氣、石油氣的液化。由于板翅式換熱器具有處理量大,分離效果好,能耗低,純度高等。所以,各國都十分重視真空釬焊板翅式換熱器的發(fā)展。
其它方面
真空釬焊用于機車散熱器、壓縮機中冷器,氟里昂和烷、烯烴類致冷系統,挖掘機油冷卻器、燃氣輪機回熱器,大功率變壓器散熱器,以及家用電器的應用,如真空釬焊家用空調機和電暖器的換熱器芯條。