NOCOLOK钎剂钎焊技术手册

P．14 2-5 铝合金 i) 概述 在工业上适用于炉中钎焊和苏威 NOCOLOK 钎剂的铝合金主要为： 片材 挤压型材 AA3003 AA1050 AA1100 AA1435 AA1145 AA3003 AA1070 AA3102 AA3005 AA6063 AA3105 AA6951 上述合金的成分和熔点范围详见表 2-1（P 15） 。 许多用于片材的芯合金能够被单面或双面复合一层很薄的低熔点的铝硅合金（见图 2-3） 。复合铝 合金片材彷如一种三文治， 以铝坯料为芯合金， 并有一层或两层经过压制的低熔点合金作为外包复 层。然后三文治片材会在轧制设备上被压延至需求的厚度。在铝合金供应商处，可获得多种变化的 包复层/芯层合金组合。 P．16 图 2-3
P．7 P．7 P．8 P．9 P．9 P．10 P．12 P．13 P．14 P．14 P．18 P．18 P．19 P．19 P．19 P．20 P．21 P．22 P．23 P．24 P．25 P．25 P．25 P．28 P．29 P．30 P．32 P．34 P．34 P．36 P．41 P．42 P．43 P．44 P．52 P．53
NOCOLOK钎剂钎焊技术手册
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复合钎焊片材，在芯合金上复合铝硅层
在挤压材料上进行复合，既不节约成本也不符合实际，因而会采用预先成型的方法（例如采用成型 好的线材或隔片）向接头部位提供钎料。 对用于 NOCOLOK 钎剂钎焊的铸造合金必须仔细选择，因为大部分的铸造合金的熔化温度较低。 表 2-2（P．17）中列出了几种可接受的合金类型。在为 NOCOLOK 钎剂钎焊选择任何铸造合金前， 测试钎焊其一个代表性的截面是必须的。 对铸造合金的接头部位， 线状或隔片状钎料金属需预成型， 同时钎焊膏或添加钎焊片材到接头部位都是必须的，以便能提供钎料。
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P．4 第1节 1-1 1-2 第2节 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 i.） ii.） a.） b.） c.） d.） 2-6 i.） ii.） iii.） iv.） 2-7 i.） ii.） iii.） iv.） v.） 2-8 2-9 i.） a.） b.） c.） ii.） a.） b.） iii.）
介绍 目的 历史回顾 钎焊工艺 导言 工艺回顾 钎剂的任务 钎剂的种类 铝合金 概述 合金添加成分的影响 镁 锌 硅 其它添加的合金成分 清洗部件（湿润性） 碱性溶液清洗 化学清洗 加热清洗 钎剂悬浮液中表面活性 剂的添加 钎剂的添加 概述 钎剂悬浮液的准备 钎剂附着量 钎剂悬浮液使用概述 其它钎剂添加技术 干燥/脱水 钎焊 炉中钎焊 可控气氛（CAB）隧道 炉 强制对流炉 间歇炉 火焰焊接 手工火焰焊接 使用转盘和传送带进行 火焰焊接 感应焊接
P．54 P．54 P．56 P．62 P．71 P．72 P．72 P．72 P．72 P．72 P．73 P．73 P．73 P．73 P．75 P．75 P．76 P．77 P．77 P．77 P．82
第6节 6-1 6-2 6-3 i.） ii.） a.） b.）
金相学技术 样品镶嵌 打磨和抛光 铝合金的浸蚀 显微结构的常规浸蚀 决定晶粒尺寸的浸蚀 放大检验 显微检验
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P．9 第 2 节 钎焊工艺 2-1 导言 本手册所阐述的内容将有助于苏威 NOCOLOK 钎剂的用户理解能成功实现和运行 NOCOLOK 钎剂 钎焊生产配置的所必须的多种依据。 手册内的信息并不被认为包含所有的信息， 并再次阐明某些钎 焊工艺上的缺憾并不包括在本手册内。覆盖的范围如下： 章节 主题
第3节 i.） ii.） iii.） iv.） v.） a.） b.） c.） d.） e.） f.） g.） h.） vi..） vii.） viii.） 第4节 i.） ii.） 第5节
重要的生产控制步骤及 特性 装配间隙 夹具 钎料金属的控制 钎焊修复 钎焊后钎剂残余物特性 残余物厚度 硬度 附着性 湿润性 抗腐蚀性 可溶性 钎焊后气味 钎焊后处理 钎剂残余物对冷却器的 影响 钎剂残余物对制冷剂的 影响 钎剂残余物对压缩机油 稳定性的影响 腐蚀 加速腐蚀试验 腐蚀保护 环保细则
第2节 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 2-7 2-8 2-9 i.） ii.） iii.） 第3节 i.） ii.） iii.） iv.） v.）
P．10 2-2 工艺回顾
钎焊工艺 导言 工艺回顾 钎剂的任务 钎剂的种类 铝合金 清洗部件（湿润性） 钎剂的添加 干燥/脱水 钎焊 炉中钎焊 火焰焊接 感应焊接 重要的产品控制步骤及特 性 部件的间隙 夹具 钎料金属的控制 钎焊修复 钎焊后钎剂残余物特性
图 2-1
KF-AlF3 相图
P．13 图 2-2 NOCOLOK 钎剂生产工艺流程图
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2-4
钎剂的种类
最常用的钎剂有氯化物钎剂和氟化物钎剂。 在钎焊前和钎焊后环境中， 氯化物钎剂被认为是有腐蚀 性的，而氟化物钎剂则不具腐蚀性。氯化物钎剂的钎焊后残余物可通过水洗或化学清洗去除，但费 用昂贵。当采用推荐的条件时，氟化物钎剂钎焊后残余物紧紧依附于铝部件的表面，不易溶解，并 仅能以机械方式擦除。 报道表明氯化物钎剂的工作机理是通过穿透氧化膜较弱的部位， 并同时打碎 氧化膜与铝的结合层（文献 8-5） 。 在氯化物钎剂的基础上添加少量的氟化物（如氯化钠，氟化钾，氟化锂）也可溶解氧化膜。这表明 氟化物的添加给予钎剂足够的溶解氧化膜的能力，从氧化膜较弱的部位开始穿透。 现时的研究（文献 8-6）表明，NOCOLOK 钎剂的工作机理是通过熔化，铺展和溶解待钎焊部件表 面的氧化膜。 氯化盐钎剂则没有发现如上述报告中所提到的那种穿透氧化膜并剥离氧化膜和金属结 合层的能力。
P．8 1-2 历史回顾 最早期的铝部件钎焊采用氯化物钎焊。 钎焊采用火焰焊接并只能形成简单的接头。 该种工艺在焊接 后所形成的一层吸水的腐蚀性氯化钠残余物，必须立即被温水清除。稍后，更为复杂的钎焊部件引 该种工艺的优点在于 入了盐浴焊接工艺， 即将部件浸入约为 600C 的熔融氯化盐槽罐中进行焊接。 加热速率快，可钎焊高强度铝镁合金。然而，这使对较复杂的部件钎焊后残留的氯化盐残余物更难 于去除，并更经常要求额外的步骤如化学中和和浸洗。由于加热速率及冷却较快，使得一些部件出 现变形以及出现队列问题。该种工艺采用分批方法生产，因而并不是非常适合大批量的生产。 为提高生产效率， 采用了添加氯化物焊剂的连续隧道炉以及通进气氛的工艺进行生产。 氯化物钎剂 2 的用量约需 150-300 克/米 。钎焊后残余物仍需去除，而且由于氯化物的缘故，炉子所经受的腐蚀 非常严重。 采用氮气替代空气可减少对氯化物焊剂的用量。 但是钎焊后残余物必须清除以及炉子受 到腐蚀成为其广泛的障碍。 在 20 世纪 70 年代， 出现真空钎焊工艺。 该种工艺利用了镁的扩散现象以及易于从铝镁合金中挥发 并刺穿其表面的氧化膜， 使钎料金属流动的特性。 该种工艺消除了氯化物钎焊后残余物清除的必要 性，但对钎焊部件的表面洁净度及炉内气氛要求更为严格。因此，钎焊工艺研究的注意力又重新回 到了钎剂钎焊工艺上。 在 20 世纪 70 年代末， 适合于小批量或大批量生产钎焊部件的氟铝酸钾钎剂被研制开发出来了。 该 种钎剂以 NOCOLOK商标进行市场推广。由于该钎剂是氟化物，而非氯化物，因而对钎焊前或钎 焊后的腐蚀问题的担忧得以消除。此外，当需要较高的生产效率时，可采用一个相对简单的连续隧 道炉， 通入氮气进行钎焊生产。 若本文中推荐的条件或准则得以贯彻， 与使用氯化物焊剂钎焊相比， 炉体的腐蚀应能减少到最低。
P．83 P．83 P．84 P．85 P．85 P．85 P．85 P．86
第7节 7-1 7-2 7-3
保健与安全 概述 NOCOLOK 钎剂警示标 志 苏威 NOCOLOK 钎剂安 全数据表
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第8节
参考文献
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P．7 第 1 节：介绍 1-1：目的 该手册就 NOCOLOK钎剂钎焊工艺提供了实践指引以及基本信息。在 1978 年末发展起来的工艺 的基础上，该种简单的无腐蚀焊剂，NOCOLOK 钎剂钎焊，已被世界各地的许多公司商品化地使 用。汽车热交换器，空调，电气电阻加热元件，散热片以及冰箱元件装置等的生产，也仅仅是其应 用产品领域的一部分。 德国苏威氟及衍生物有限公司向其用户提供该本手册的专有使用权， 并根据客户的要求向客户提供 帮助，以便能使客户有效地应用本手册中提及的专业技能。咨询地址如下： 德国苏威氟及衍生物有限公司 德国汉诺威 D-30173 汉斯-波克大街 20 号 电话：0049-511-857-0 传真：0049-511-857-2146 NOCOLOK是加拿大铝业有限公司的注册商标。 该手册的使用者都将被假定为熟知铝钎焊的基本工艺，若非如此，应先仔细阅读第 8-1 节，8-2 节 及 8-3 节。
NOCOLOK 钎剂钎焊工艺采用了一种无腐蚀的钎剂。这种 NOCOLOK 钎剂是一种氟铝酸钾的混合 物（如图 2-1） 。钎剂的成分经过连续65-572C。 一旦液态钎剂熔融， 溶解部件表面的氧化膜， 随后钎料金属熔融 （577C） 。 钎料金属熔融并通过毛细作用流入到接头。当部件冷却后，钎料金属凝结并形成金相接头 。 钎剂仅微溶于水，其悬浮液状时也较易控制，钎剂本身无腐蚀性，使用期长。按推荐的钎剂附着量 使用时，该种钎焊工艺会产生一层 1-2 微米厚，依附性强而无腐蚀性的残余物，该残余物无须去除 即可在其表面喷涂。若残余物较厚，据报道会影响导电性能以及油漆的附着。 钎焊设备是相对简单的需投入的资金较少。通过自动化应用以及采取以下设施，可提高抗腐蚀性：
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。钎焊前在非复合（包复）部件表面电弧喷锌 。在包复层或芯合金当中的锌会使之起到牺牲保护作用 。采用长寿命合金