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1、鋁管帶式汽車散熱器知識一、釬焊原理在鋁元素中加入一定量的硅元素后形成的硅鋁合金會隨著硅元素含量的不同發(fā)生熔點變化，與其他的鋁合金就會有熔點差。鋁硬釬焊就是利用這一熔點差來使其焊合在一塊的方法。下圖所示為Al-Si合金狀態(tài)圖。例如：純鋁的熔點是660℃，加入7%的硅后，鋁合金（4343）的熔點降為600℃左右。含硅量11.7%時形成硅鋁共晶合金，此時的熔點最低，為577℃。如圖2所示，在母材A和B之間置入硅鋁合金焊料C，當母材和焊料被同時加熱至620℃時，焊料熔化，在焊劑的作用下，鋁表面的氧化膜被去除。熔化的焊料借助焊劑產(chǎn)生
2、毛細管作用并流動，進入到兩種母材的間隙處，其中的一部分硅擴散到母材中。降至常溫后固化，形成牢固的焊腳。組裝→涂焊劑→釬焊→冷卻、固化圖2釬焊原理圖焊后的連接強度可達到11.7kg/mm2。二、釬焊工藝鋁釬焊的方法及工藝見表1。焊劑作為破壞、去除鋁表面氧化層的活性劑，配制有多種方法，其中方法I~IV以氯化物（NaCl、KCl、LiCl等）為主要成分，再添加少量的氟化物。由于釬焊后殘留的含氯化物焊劑具有腐蝕作用，必須進行后處理予以徹底去除。第V種NOCOLOK法使用了非腐蝕性焊劑（K3AlF6-KAlF4），釬焊后不必清洗。在
3、這里，NOCOLOK是焊劑的商品名。第VI種真空釬焊法不使用焊劑，靠焊料中鎂元素的蒸發(fā)破壞氧化膜來進行焊接。第VII種是在非活性氣體氛圍中進行焊接的VAW法，帶焊料的零部件需在氨溶液中做前處理，氧化膜必須完全處理掉。還有，氮氣的純度必須嚴格管理。由于第V種NOCOLOK法過程易于控制，便于工業(yè)化大批量生產(chǎn)，焊后工件不須清洗處理，目前，大部分的制造商都選擇了這種方法生產(chǎn)鋁管帶式散熱器。國內(nèi)引進的生產(chǎn)線也以NOCOLOK法為主。三、生產(chǎn)工藝NOCOLOK法典型的鋁管帶式散熱器生產(chǎn)工藝如下：高頻焊管、滾帶、主片和護板沖壓、真空清
4、洗零件、芯子組裝、芯子釬焊、安裝水室（斂縫）、安裝附件和側(cè)板、密封性檢驗、水箱蓋安裝、標簽粘貼、包裝。下面對幾種典型零件的制做工藝和安裝工序做一簡述。⑴．高頻焊管如圖3所示，為了在后續(xù)的工序中與散熱帶焊接，高頻焊管的材料采用多層復(fù)合帶料。最外層為硅鋁合金焊料，中間為防銹鋁母材，最內(nèi)層為鋅鋁合金防銹層。制管過程中應(yīng)注意帶料不要用反了。圖3高頻焊管用多層復(fù)合帶料如圖4所示，通過成型輥輪的作用，經(jīng)過a→b→c→d幾個步驟，連續(xù)運動的帶料被逐步卷曲成圓形，此時，散熱管仍有縫隙。圖4散熱管成形步驟在圓管的外面繞一線圈，線圈內(nèi)通入高頻
5、電流，由于霍爾效應(yīng)和集膚效應(yīng)的綜合作用，帶料表面形成了高頻感應(yīng)電流，在帶料的邊緣則產(chǎn)生了高溫和電弧，母材被熔化，電弧使熔液飛濺帶走了氧化層；在已成型帶料外面連續(xù)加壓，熔化的邊緣緊密貼合，冷卻后就焊接在一起。圖5焊接示意圖管壁越薄，線圈所需的電流頻率越高，管通過線圈的線速度也越高，管壁厚度為0.3mm時，所施加的電流頻率在400KHz左右，制管速度高達120m/min。圓形的管子通過圖6所示步驟的逐步整形，管截面達到我們要求的形狀和尺寸；再經(jīng)過飛切裝置，連續(xù)的管子被切成規(guī)定的長度。焊縫強度的檢測采用水爆試驗。將散熱管兩端密封
6、，再往內(nèi)部注水加壓，隨著壓力的升高，扁管脹成圓管，當壓力超過抗拉極限后，散熱管破裂。由于焊縫厚度大于母材厚度，正常情況下，破例位置在如圖7所示反復(fù)變形的A處和B處。散熱管可承受5MPa、7MPa以上的壓力。⑵．散熱帶散熱帶加工設(shè)備由送料部分、成形部分、收波部分和切斷部分組成。通過成對嚙合的滾刀，帶料被加工成波浪形，再經(jīng)過第二對滾輪收波，使散熱帶波距達到規(guī)定的要求（最后有波距調(diào)整輪）。為消除空氣流經(jīng)帶表面產(chǎn)生的界面層，提高散熱效率，帶的表面被切成百葉窗的形式。波數(shù)達到規(guī)定的數(shù)目后，散熱帶被切斷。散熱性能的高低主要取決于帶的加
7、工質(zhì)量，必須嚴格控制。帶料一般采用純鋁制做，厚度為0.07~0.0.09mm。（有時候分開窗帶有時候是褶皺帶，與使用環(huán)境有關(guān)）圖8滾帶機示意圖⑶．主片通過圖9所示成形、裁邊、翻邊和沖孔等沖壓工序，主片被加工成要求的形狀。主片與散熱管的焊接密封完全靠管料表面的焊料來實現(xiàn)，因此對孔徑的精度有較高的要求。圖9主片沖壓加工過程主片所用材料外層為硅鋁合金焊料，內(nèi)層為防銹鋁母材，成形過程中應(yīng)注意帶料不要用反了。主片材料厚度在1.4~1.8mm范圍。⑷．護板護板也是通過沖壓工藝加工成形的，只是過程較為簡單。護板材料與是兩層復(fù)合（焊料層和
8、基體金屬層），也應(yīng)注意帶料不要用反了。由于鋁的線膨脹系數(shù)較大，使用過程中會產(chǎn)生較大的熱應(yīng)變，護板兩端的形狀應(yīng)設(shè)計成撓性結(jié)構(gòu)或在芯子釬焊工序完成后選擇適當?shù)牟课唤財?，留出膨脹空間來。圖10護板設(shè)計要點⑸．芯子組裝芯子組裝前主片、護板和散熱管（現(xiàn)在散熱管不進行清洗了）等零部件要清洗，徹底去除表面的油漬。清洗
