铝散热器钎焊-铝散热器钎焊炉图片

汽车散热器主要有两种：铝质和铜制，前者用于一般乘用车，后者用于大型商用车：1、汽车散热器材料与制造技术发展很快。铝散热器以其在材料轻量化上的明显优势，在轿车与轻型车领域逐步取代铜散热器的同时，铜散热器制造技术和工艺有了长足的发展，铜硬钎焊散热器在客车、工程机械、重型卡车等发动机散热器方面优势明显；2、国外轿车配套的散热器多为铝散热器，主要是从保护环境的角度来考虑（尤其是欧美国家）。在欧洲新型的轿车中，铝散热器占有的比例平均为64%；3、从我国汽车散热器生产的发展前景看，硬钎焊生产的铝散热器逐渐增多。硬钎焊铜散热器也在公共汽车、载货汽车和其他工程设备上得到应用。

铝焊注意事项

铝合金散热器一般是采用铜与铝的合金材料，除了合金材料，文轩热能还可以通过散热器工艺如钎焊、摩擦焊、埋管等将铝型材与铜管结合在一起，形成铜铝合金散热器，这类因散热器散热性能高成本较低而备受青睐。

水冷散热排到底是铜排散热好还是铝排?

铝焊注意事项如下：

1、表面处理要干净，不干净的铝合金焊接焊缝会比较脏，杂质比较多会影响焊接效果。

2、气体纯度要好，纯氩或者高纯氩气焊接。

3、焊丝的纯度要高，不同的材质选用不同的焊丝，一般生铝件4043的焊丝，强度硬度高一些的5183焊丝。

4、有一些超薄的比如散热器铝制就会用低温火焰钎焊焊接，选用179度的WEWELDING M51焊丝配合M51-F助焊剂焊接。

钎焊炉的工作原理

水冷散热排最好效果的还是铝

原因是当前的全铜水冷排在加工过程中需要用锡来焊接，虽然铝的热传导率较铜低，仅为铜的60%，但由于铜散热器水管与散热翅片之间存在热传导率更低的锡保护层，根据木桶原理，使得铝散热器的热效率反而要高于铜散热器；加之焊接过程非一道工序完成，焊合率也会打折扣，再加上铜材料为了抗氧化而特别增加的表面喷漆处理都增大了全铜水冷排的热阻，所以目前多数的全铜折片水冷排的效能还没有达到真正理想的状态。大家都知道铝是最难焊接的，而随着先进的铝硬钎焊技术攻克与普及，可以使铝制散热器一次性焊接完成，焊合率达到100％，并且以铝为焊接介质，所以全铝的散热排整体散热效能上绝对比锡焊接的铜水冷排要强。

由于铜、铝散热器采用的焊接设备和工艺方法上的不同，其产品的结构强度差别较大。铝散热器焊接为硬钎焊，焊接温度为577～612℃，而铜散热器采用的是软钎焊，焊接温度低于450℃。铝散热器焊接接头的剪切强度为50～58MPa，抗拉强度为86～96MPa，而铜散热器锡焊抗扭强度为34～37MPa;所以铝散热器的结构强度要高于铜散热器很多。因此，铝散热器的可靠性要远高于铜散热器。

另外，由于全铜换热排的焊接加工过程中，内水道会残留少量发热铜助焊剂，如果没有先进的内水道冲刷技术，那散热排的效能同样会打折扣，而内水道和水冷翅片表面的处理工艺这2方面全铝换热排上就没有类似缺陷，所以总体来说，从提高了工艺方面上看，目前全铝水冷排确实在多方面都具备比锡焊接全铜冷排要优秀的因素

铝散热器在抗腐蚀性能方面存在不如铜散热器的事实，对散热器使用条件要比铜散热器严格些。主要是必须使用专用的导热液。不能采用其它介质如水。铝散热器和铜散热器相比在同等条件下，铝散热器无故障里程要远远高于铜散热器。

最后再举个例：我们从目前所有高端的风冷散热系统里的结构分析，都是用铜做导热，包括散热器低部接触到热管，主要散热部分为铝，最后以风扇做辅助把热量吹走。这是散热系统的原理而不是材料的贵贱问题。同样在水冷系统的散热排原理一样，你要的是散热而不是导热。这就是为什么所有品牌厂商都用铝来做散热排。

什么材料适合制作散热器？

目前，我国开发研制的气体保 护钎焊炉，大都仿制进口产品。其中用于铝制散热器等其它铝制品的钎焊炉和进口产品几无二致，这是受Noclock工艺制约的结果，只不过有的使用厂家为减少投资要求开发单位简化。如湖北某厂家要求将钎剂喷淋、空气吹落、工件干燥置于炉外处理。处理好后直接进钎焊炉焊接。即使这样，我国大多数用户对该设备的投资也很难承受。如此一来，我国东北某公司为适应这种要求，开发出了单室不连续钎焊炉，其投资大大降低。但相应降低的还有效率和质量的稳定性，可以说，这也是没有办法的办法。钎焊铝制品对控温精度及加热区的均匀性要求很高。开发这种钎焊炉对国内的研究单位来讲，难度还是很大的。为此，国内东北某研究单位采用了和日本某公司合作的方式，但由于其技术和关键器件均来自于日本，所以成本下降不多，价格上的优势不大。开发出性能满足焊接要求，同时价格上也能为用户接受的气体保护钎焊炉，只有在吸收国外先进技术的基础上，走国产化这条路。目前天津某研究所就是采取了这种方式。钢制零件的硬钎焊炉和进口产品相比，有如下不同：

（1）进口钎焊炉的保护气氛大多为石油液化气。而我国现大部分还采用氨分解气。实际上在西方发达国家，保护气氛基本上采用两种：a石油液化气；b氮基气氛。其中氮基气氛最有发展前途。现在能源危机不仅威胁着我国，也威胁着整个世界。我们知道，空气中含有78%的氮气，是取之不尽用之不竭的。现在我国大多数还采用氨分解气，主要原因有两个：一是氨分解气制备简单；二是国内对氮基气氛的宣传不够，广大用户对此不太了解，影响了推广。

（2）国内的保护气氛发生装置大多置于炉外。在炉外产生保护气通往炉内起保护作用。而我国引进的钎焊炉其保护气氛发生装置大多置于炉内，其优点很多，如节省面积，节省能耗，简化操作，从而节省投资等等，这种方式应大力推广。

（3）加热元件：在参观和解剖国外进口硬钎焊炉时发现，其加热元件大多采用两种，一是电阻丝，二是管状加热器。我国则大多数采用SiC棒。本文作者多年从事钎焊炉的研究开发工作，目前正尝试对加热元件方式进行大胆改进，以比较其优缺点。

（4）炉膛构造：国外进口成本硬钎焊炉，采用油耐热及保温材料砌筑而成的炉膛为多，属马费结构。而我国这类炉几乎无一例采用了耐热钢制成的马费结构。另外在传送结构上，我国的研究单位应下大功夫。目前无论网带传送还是舟板传送，均有明显的缺点。据资料介绍，国外研究出了一种陶瓷网带，它没有改变传送方式，仍然方便工人操作；同时又没有金属网带的热蠕变及晶体长大的忧虑。这种网带如研制成功，将会大大降低钎焊炉的运行成本。

总之，我国在气体保护连续铝钎焊炉方面和国外尚有一定差距，而在用于钢、不锈钢、铜等材料的硬钎焊炉方面和国外差距不大，研究力度也在不断加大。20世纪80年代末以前，全国只有一家研究开发钎焊炉，而到目前为止，据笔者所掌握的情况，全国已有11家。这对我国汽车零部件制造业来讲，是一个福音。

3、 连续式气体保护钎焊简介

3．1保护气氛目前在汽车行业应用的钎焊炉，其保护气氛有四种，即氮分解气氛、石油液化气燃烧气氛，高纯氮气及氮基可控气氛。<

3．1．1 氨分解气氛;

氨分解气氛的制备是以液氨为原料,经裂解炉在催化剂的作用下,发生如下反应：; 2NH3氧化剂—→3H2↑+N2↑; 裂解后产生的的气氛中含有75%的氢气和25%的氮气。该气氛由于含有75%的氮气，其还原性较强，可广泛用于钢制零件的铜钎焊、银钎焊及镍基钎料的钎焊，如汽车三滤件即空气滤清器、汽油滤清器、机油滤清器的焊接，汽车化油器、分电器及真空助力器的焊接均采用该保护气氛。该气氛有两大缺点：

（1） 由于含氢量较高，危险性大；

（2） 能耗大。 液氨裂解成保护气氛，必须在裂解炉内加热至高温900℃以上,电耗相当大,而且液氨原料耗量也很大。

3.1.2石油液化气燃烧气氛; 该气氛的制备原理如下：

第一步C3H8+5O22+19N2→3CO2+4H2O+19N2+Q1;

第二步C3H8+3CO2+ →6CO+4H-Q22; C3H8+3HO2+ →3CO+7H-Q2;

两步反应合并为

2 C3H8+3CO2+11.4 N2→6CO+8H2+11.4 N2+Q;

可以看出，式右边除N2为中性气体外，其余的CO和H2均为还原气体，因而丙烷燃烧后的气体具有保护钎焊作用。该保护气氛用于钢制零件的铜钎焊和银钎焊。如汽车三滤件、化油器及真空助力器的焊接，可采用该气氛。大部分钎焊炉是在炉外燃烧产生上述保护气氛通入炉内，起保护钎焊作用。但我国引进的一些钎焊炉也采用气体燃烧发生器置于炉内，当炉温升至约750℃时，产生上述反应。该方法的特点是节能，不使用单独的加热电源，而且节省占地面积。这种类型的钎焊炉，以引进为多，国内开发研制的很少。

3．1．3 氮基可控气氛; 所谓氮基可控气氛是指气氛中90%以上为氮气，10%以下为活性气体，而且两气体的比例可调，其中进入炉膛的氮气纯度要达5个9以上。瓶装氮气或小型的制氮机的氮气纯度一般为99．5%，要使其纯度达到99．9995%，必须对其加以纯化处理，纯化原理如下：

ＣＨ3OH→ＣＯ+２Ｈ2↑

２ＣＯ+Ｏ2→２ＣＯ2↑

２Ｈ2+O2→２Ｈ2Ｏ

采用甲醇裂解产生的CO、H2和氮气中的氧反应，除掉氮气中的氧，从而使氮气纯度达99.9995%,而多余的ＣＯ和Ｈ2(1%～１０％可调)作为活性气氛进入炉内起到保护钎焊的作用。汽车零部件中的钢制零件均可采用上述保护气氛。该气氛的特点：

（1） 安全。气氛中含有90%以上氮气，还原性气体仅占10%，其安全性显而易见。

（2） 节能，方便。一般大型工厂有氮气管道，只要将氮气接到钎焊炉上的氮气净化装置即可使用。无氮气管道的，困采用小型制氮机。空气经气体压缩后进入分子筛，经分子筛吸附即可得到氮气。这种制氮法即PSA法，设备简单，成本低，推广前景很好。

3．1．4 高纯氮气; 瓶装氮气或制氧机产生氮气，如上所述一般纯度达99.5%，但在汽车铝制散热器、汽车空调蒸发器、冷凝器、水箱等铝制产品必须在99.9995%氮气纯度下才可满足焊接要求，所以也必须对氮气进行纯化处理。它的处理方法和氮基可控气氛的处理不同，它采用无氢纯化处理方法。详细情况，这里不做叙述。这种气氛仅用于汽车铝制品的焊接。

3．2 加热元件的种类;

3．2．1 SiC棒; 在钢制零件焊接所使用的钎焊炉，大都采用SiC棒，因这类零件焊接大都采用无氧铜钎焊，钎焊温度较高，一般 在1120~1130℃左右，而SiC棒最高使用温度可达1200℃。采用SiC棒加热元件保护气氛，如采用氮气，炉膛最好采用马弗套，避免气体和SiC接触，因氮气和SiC在高温下产生反应，降低其使用寿命。

3．2．2 Ni—Cr丝; 在国外进口的钎焊炉中，广泛使用Ni—Cr丝，但保护气氛一般采用丙烷燃烧气氛且保护气氛发生装置大都为内置式，因燃烧反应是放热反应，即可节省能量又可减少Ni—Cr丝的负担，也可以用于钢制零件的铜钎焊。

3．2．3 Fe—Cr—AL丝; 这种加热元件是我国近年来研制成功的，它的使用温度高且成本低，应用前景很好，但同SiC棒一样，在炉膛设计时，如采用的气氛为氮气，炉膛应为马弗结构，以避免炉丝和氮气接触，降低其使用寿命。

3.3 炉加热区结构; 炉加热区结构有两种：

散热器的工作条件恶劣，部分散热器内长期流动着冷却液，其中可能混有腐蚀性及有害的成分，对散热器有锈蚀及腐蚀作用。因此，为保证散热器可靠的发挥散热作用，对散热器材料性能有如下要求：

①　具有良好的导热性能

②　具有一定的强度和较强的耐腐蚀性

③　良好的加工性能及钎焊性能。

④　良好的经济性。

所以，智高实业认为铝是散热器的首选材料：铝的最大优势是质量轻，比重仅为铜的三分之一，相同体积情况下，质量可以大大降低；铝资源远较丰富，成本也远低于铜；虽然铝的热传导率较铜低，仅为铜的60％，但由于铜散热器存在热传导率更低的锡保护层，使得铝散热器的散热效率反而要高于铜散热器；另外，铝还有良好的特造加工性能：显然铝散热器具有质量轻、原料成本低、散热性能好等优点。