关于铝型材散热器的钎焊工艺研讨

散热器经历了三代的发展，即铜散热器、铝装配式散热器和铝钎焊散热器。

到目前为止，铝制钎焊散热器已经成为时代的潮流，铝钎焊是铝型材散热器制造业中一种新兴接合技术。本文就主要讨论这项新兴铝钎焊技术的工艺基本原理和一般工艺流程。

一、铝钎焊的优点与缺点

钎焊是熔焊、压焊、钎焊三大焊接方法的一种，铝钎焊是采用熔点低于焊件金属的金属钎料，将钎料和焊件加热一直到低于焊件、高于钎料的熔化温度，利用液态钎料润 湿焊件金属，填充接头的细缝并与母材金属分子相互吸引以达到连接焊件的目的的一种方法。

优点 :

1、一般条件下，钎焊时焊件基本不会被熔化 ; 

2、一次就可以钎焊多个零件或多层式结构 、套叠式的焊件 ;

3、能够钎焊非常细非常薄的构件，也能够钎焊厚薄和粗细相差特别大的零件 ; 

4、能够将一些特定材料的钎焊接头拆开，再次进行钎焊。

缺点 : 例如 : 

1、钎焊接头的比强度较熔焊低，因此常用搭接接头型式来提高承载能力 ;

2、对钎焊工件连接表面的清理度和工件装配质量的要求都非常高。

二、铝钎焊的原理及其工艺流程

1、铝钎焊的原理

通常在钎焊时，铝及铝合金表面都有一层致密的氧化膜，这层氧化膜阻碍了熔融钎料的润湿和流动。因此要使焊件实现良好的钎焊结合必须在焊前破坏这层氧化膜。

钎焊过程中，当温度达到钎剂所需温度时，钎剂开始熔化，熔化的钎剂在铝的表面铺展开，使氧化膜溶解随着温度的进一步升高，Ai一Si合金开始融化，并通过毛细管运动流到要焊接的缝隙处，湿润、扩展，就形成接头。

铝制散热器的钎焊原理尽管基本是相似的，可是根据钎焊工艺可划分为：真空钎焊、空气钎焊和Nocolok.钎焊。

其中在这3种工艺中Nocolok.钎焊是铝制散热器钎焊工艺的核心的工艺。现在Nocolok.钎焊之所以可以成为铝制散热器钎焊工艺的中心部分，主要原因是因为这种产品焊接质量好，且具有低的能源消耗高的生产效率、很小的环境影响、比较强的抗腐蚀能力等特点，是一种理想的钎焊方法。

2、Nocolok.钎焊工艺流程

（1）清洗

清洗既有零部件的单独清洗，也有散热器芯子的清洗。这个时候控制好清洗剂温度和浓度并且使清洗剂温度和浓度保持在一个比较合适的值是清洗的关键步骤。

实践经验表明：40℃一55℃的清洗温度和20%的清洗剂浓度是清洗铝制散热器部件至佳值。(此处所指为铝环保清洗剂，pH值:10；不同型号或酸碱度的清洗剂使用前需经过相关验证。)

如果钎剂足够多 , 工件无需清洗也可能钎焊，但是一清洗可以形成更协调的工艺 , 可以减少钎剂用量，获得良好外观的焊接产品 。工件的清洁度也会影响钎剂的涂层量。

（2）喷涂钎剂

在铝件表面喷涂钎剂是Nocolok.钎焊工艺中的必不可少的工序，钎剂喷涂的好坏将会直接影响钎焊的质量。因为铝的表面有一层氧化膜。铝的氧化膜会妨碍表面润湿和熔融纤料的流动，氧化膜必须被移走或被刺破，以便形成焊接。

钎剂的作用:

1)破坏铝表面的氧化膜；

2)促进钎料的润湿和顺畅流动；

3)在钎焊过程中防止表面再度氧化。在完成钎焊之后，钎剂会在铝件的表面形成一层附着力很强的保护薄膜，这层薄膜对产品的性能基本没有什么不利的影响，但是可以很大的增强铝件抗外部腐蚀的能力。

钎剂的附着量:在钎焊过程中，钎剂的附着量:一般每平方米5g的钎剂；现今也常见有每平方米3g的。

钎剂添加方法:

1)有许多不同的方法：低压喷淋 、涂刷、高压喷淋、浸涂、静电喷涂；

2)可控气氛钎焊(cAB)工艺常见的钎剂添加方法是悬浮液喷淋；

3)钎剂的物理和化学特性使得湿喷成为推荐选择；

4)在全球范围内，据统计：80%采用湿喷，15%采用干喷，5%选择性喷涂或者预涂附；

5)湿喷仍是业内常见的钎剂添加方法，其可获得非常好的效果。

3、烘干

为了保证钎焊件的质量，钎焊前需将工件充分干燥，从而将钎剂覆层中除去水分。烘干过程关键的是控制烘干温度与网速；温度过低或网速过快，芯体将未被烘干，导致钎焊质量下降或脱焊。烘干温度一般在180℃一250℃。

4、钎焊

钎焊段各区温度、网速和钎焊炉气氛控制了钎焊质量。钎焊温度与钎焊时间将会对产品的质量产生直接影响。不管温度过高还是过低都会对产品产生消极影响，比如减少产品的使用寿命，导致钎料的流动性差，减弱产品的抗疲劳性；因此控制好温度与钎焊时间是生产工艺的关键。

钎焊炉内的气氛是影响焊合率的重要因素。为了防止钎剂与铝件受热而不被空气氧化，网速的快慢不仅决定了钎焊时间的长短，同时也决定了生产效率的高低。当散热器芯子体积大时，为了使钎焊过程中各个区(预钎焊区、加温区和钎焊区)得到充分的热量，网速就需要慢些，以便表面温度达到至佳工艺值。相反当散热器芯子体积小时，就需要网速相对快些。

三、结论

随着科技的不断发展与进步，以及汽车轻量化的发展；铝制散热器以其抗腐蚀性强、导热性好以及质量轻等优点，得到了普遍的应用。并且随着铝制散热器的广泛应用，钎焊工艺原理的研究也朝简易化、多元化等到方面的趋势发展，而钎焊是铝制散热器制造业中的新兴的焊接技术。

其可分为无钎剂钎焊与有钎剂钎焊两大类。传统的钎剂钎焊是采用氯化物为钎剂，以破坏铝表面的氧化膜。但采用氯化物钎剂会带来潜在的腐蚀问题。为此，铝业公司研发出一种叫Nocolok法的无腐蚀钎剂。Nocolok.钎焊是未来发展趋势，但Nocolok.钎焊也存在一定的局限性。

由于Nocolok钎剂不溶于水，钎剂涂布困难且需烘干，同时氟化物钎剂能与镁反应，限制了铝材的应用。氟化物钎剂钎焊温度过高。因此Nocolok法还需要改进。