一种铁白铜板翅式换热器芯体的真空钎焊焊前清洗工艺的制作方法

文档序号:31345789发布日期:2022-08-31 11:41阅读:36来源:国知局

1.本发明涉及换热器芯体钎焊技术领域,具体为一种铁白铜板翅式换热器芯体的真空钎焊焊前清洗工艺。


背景技术:

2.铁白铜板翅式换热器芯体由多层流道整体钎焊而成,每层流道由翅片、隔板和封条组成。相邻两隔板之间放置翅片及封条组成夹层,称为通道,热流体与冷流体通道各自密封,换热器的换热形式是由热流体与冷流体分别流入换热器中相邻的流道进行热量交换,在芯体的加工过程中,钎焊是最关键的一步,钎焊过程是融化的焊料将相接触的零件(面板、封条、隔板、翅片)缝隙填充的过程,由此实现密封,钎焊是芯体成功的关键,真空钎焊前清洗是钎焊成功最重要的基础,很多钎焊失败的情况发生,并不是钎焊曲线、钎焊温度的原因,而是零件清洗不干净造成的,且很多情况下,由于零件表面氧化程度不一,氧化层厚度不一,清洗后会有局部氧化层去除不干净的情况,影响钎焊质量,因此零件清洗干净,氧化层去除干净是钎焊成功的关键,现有的芯体钎焊前清洗工艺大多为碱溶液除杂质及油脂、水洗、用酸溶液去除氧化物、烘干的清洗步骤,但是存在清洗后的零件表面仍有氧化膜,零件表面清洗不干净,导致焊接成功率低,焊接后芯体的爆破压力较低,焊缝外观较差等问题。


技术实现要素:

3.本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷,提供一种铁白铜板翅式换热器芯体的真空钎焊焊前清洗工艺,对零件表面去污去油效果及去除氧化膜效果好,对零件表面的氧化膜去除干净,零件被清洗的干净,焊接成功率高,焊接后芯体的爆破压强高,焊缝良好,焊接质量高,可以有效解决背景技术中的问题。
4.为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种铁白铜板翅式换热器芯体的真空钎焊焊前清洗工艺,包括以下步骤:步骤s1、一次去油:用清洗汽油清洗面板、封条、隔板、翅片及焊料箔,去除零件表面的油污;步骤s2、去除污渍:用无水乙醇或丙酮去除汽油,并清洁面板、封条、隔板、翅片及焊料的表面污渍;步骤s3、一次去除氧化膜:用粗砂纸去除面板、封条和隔板表面的氧化膜;步骤s4、抛光:用细砂纸对面板、封条和隔板的表面进行抛光;步骤s5、二次去油:用配比的碱液对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔清洗进行二次去油,且碱液的配比为氟化钠:氢氧化铵:氢氧化钠:水=1:1.5:0.8:20;步骤s6、清洗碱液:清洗面板、封条、隔板、翅片及焊料箔表面的碱液;步骤s7、二次去除氧化膜:用配比的酸液对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔清洗进行二次去除氧化膜,且酸液的配比为铬酸:硝酸:氢氟酸:水=3:5:1:12;
步骤s8、清洗酸液:用蒸馏水冲洗面板、封条、隔板、翅片及焊料箔表面的酸液,且该过程中不可再用手触摸;步骤s9、脱水:用无水乙醇对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔表面脱水,且该过程中不可再用手触摸;步骤s10、烘干:对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔进行烘干;步骤s11、检查多余物:用显微镜下检查所有零件的多余颗粒,若多余物颗粒的粒径>10μm,需从步骤s1进行重新清洗,且翅片清洗次数不得多于三次。
5.进一步的,所述步骤s3中所选用的粗砂纸为80~240目。
6.进一步的,所述步骤s3中去除面板、封条和隔板表面氧化膜的厚度为5~10μm。
7.进一步的,所述步骤s4中细砂纸为800~2000目。
8.进一步的,所述步骤s5中用50~70℃的碱液对焊料箔、翅片清洗6~9min;用60~85℃的碱液对面板、封条、隔板清洗7~9min。
9.进一步的,所述步骤s6中首先用40~50℃的热水冲洗2~3min,再用15~30℃的冷水冲洗1~2min。
10.进一步的,所述步骤s7中首先用60~70℃的酸液对焊料箔、翅片清洗3~5min;再用65~70℃的酸液对面板、封条、隔板清洗5~7min。
11.进一步的,所述步骤s8中首先用45~55℃的蒸馏水冲洗2~3min;再用15~35℃的蒸馏水冲洗1~2min。
12.进一步的,所述步骤s10中的烘干温度为80~100℃,烘干时间为60~90min。
13.与现有技术相比,本发明的有益效果是:本铁白铜板翅式换热器芯体的真空钎焊焊前清洗工艺,通过清洗汽油及无水乙醇初步对零件去污去油,然后采用粗砂纸对零件表面初次去除氧化膜,通过碱液对零件进行二次去污去油,通过酸液对零件进行二次去除氧化膜,零件表面的氧化膜和油污去除的更加干净;通过热水和冷水对零件表面清洗碱液及酸液,零件表面的碱液及酸液清洗的干净;通过无水乙醇对清洗完成后的零件进行脱水,进一步提高零件表面的洁净度;且通过使用特殊配比的碱液和酸液,对零件表面去污去油效果及去除氧化膜效果好,零件被清洗的更加干净,焊接成功率高,焊接后芯体的爆破压强高,焊缝良好,焊接质量高。
具体实施方式
14.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
15.实施例一本发明提供一种技术方案:一种铁白铜板翅式换热器芯体的真空钎焊焊前清洗工艺,包括以下步骤:步骤s1、一次去油:用清洗汽油清洗面板、封条、隔板、翅片及焊料箔,去除零件表面的油污;步骤s2、去除污渍:用无水乙醇或丙酮去除汽油,并清洁面板、封条、隔板、翅片及
焊料的表面污渍;步骤s3、一次去除氧化膜:用80目的粗砂纸去除面板、封条和隔板表面的氧化膜,去除面板、封条和隔板表面氧化膜的厚度为5μm;步骤s4、抛光:用800目细砂纸对面板、封条和隔板的表面进行抛光;步骤s5、二次去油:用配比的碱液对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔清洗进行二次去油,具体的用50℃的碱液对焊料箔、翅片清洗6min,用60℃的碱液对面板、封条、隔板清洗7min,碱液的配比为氟化钠:氢氧化铵:氢氧化钠:水=1:1.5:0.8:20;步骤s6、清洗碱液:用40℃的热水对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔表面冲洗2min;再用15℃的冷水对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔表面冲洗1min;步骤s7、二次去除氧化膜:用配比的酸液对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔清洗进行二次去除氧化膜,具体的首先用60℃的酸液对焊料箔、翅片清洗3min,再用65℃的酸液对面板、封条、隔板清洗5min,且酸液的配比为铬酸:硝酸:氢氟酸:水=3:5:1:12;步骤s8、清洗酸液:用45℃的蒸馏水对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔表面冲洗2min,再用15℃的蒸馏水对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔表面冲洗1min,且该过程中不可再用手触摸;步骤s9、脱水:用无水乙醇对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔表面脱水,且该过程中不可再用手触摸;步骤s10、烘干:采用80℃的烘干温度对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔烘干60min;步骤s11、检查多余物:用显微镜下检查所有零件的多余颗粒,若多余物颗粒的粒径>10μm,需从步骤s1进行重新清洗,且翅片清洗次数不得多于三次。
16.实施例二本发明还提供一种技术方案:一种铁白铜板翅式换热器芯体的真空钎焊焊前清洗工艺,包括以下步骤:步骤s1、一次去油:用清洗汽油清洗面板、封条、隔板、翅片及焊料箔,去除零件表面的油污;步骤s2、去除污渍:用无水乙醇或丙酮去除汽油,并清洁面板、封条、隔板、翅片及焊料的表面污渍;步骤s3、一次去除氧化膜:用240目粗砂纸去除面板、封条和隔板表面的氧化膜,去除面板、封条和隔板表面氧化膜的厚度为10μm;步骤s4、抛光:用2000目细砂纸对面板、封条和隔板的表面进行抛光;步骤s5、二次去油:用配比的碱液对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔清洗进行二次去油,具体的用70℃的碱液对焊料箔、翅片清洗9min,用85℃的碱液对面板、封条、隔板清洗9min,且碱液的配比为氟化钠:氢氧化铵:氢氧化钠:水=1:1.5:0.8:20;步骤s6、清洗碱液:用50℃的热水对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔表面冲洗3min;再用30℃的冷水对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔表面冲洗2min;步骤s7、二次去除氧化膜:用配比的酸液对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔清洗进行二次去除氧化膜,具体的首先用70℃的酸液对焊料箔、翅片清洗5min,再用70℃的酸液对面板、封条、隔板清洗7min,且酸液的配比为铬酸:硝酸:氢氟酸:水=3:5:1:12;
步骤s8、清洗酸液:用55℃的蒸馏水对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔表面冲洗3min,再用35℃的蒸馏水对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔表面冲洗2min,且该过程中不可再用手触摸;步骤s9、脱水:用无水乙醇对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔表面脱水,且该过程中不可再用手触摸;步骤s10、烘干:采用100℃的烘干温度对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔烘干90min;步骤s11、检查多余物:用显微镜下检查所有零件的多余颗粒,若多余物颗粒的粒径>10μm,需从步骤s1进行重新清洗,且翅片清洗次数不得多于三次。
17.实施例三本发明还提供一种技术方案:一种铁白铜板翅式换热器芯体的真空钎焊焊前清洗工艺,包括以下步骤:步骤s1、一次去油:用清洗汽油清洗面板、封条、隔板、翅片及焊料箔,去除零件表面的油污;步骤s2、去除污渍:用无水乙醇或丙酮去除汽油,并清洁面板、封条、隔板、翅片及焊料的表面污渍;步骤s3、一次去除氧化膜:用160目的粗砂纸去除面板、封条和隔板表面的氧化膜,去除除面板、封条和隔板表面氧化膜的厚度为8μm;步骤s4、抛光:用1400目的细砂纸对面板、封条和隔板的表面进行抛光;步骤s5、二次去油:用配比的碱液对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔清洗进行二次去油,具体的用60℃的碱液对焊料箔、翅片清洗7.5min;用75℃的碱液对面板、封条、隔板清洗8min,且碱液的配比为氟化钠:氢氧化铵:氢氧化钠:水=1:1.5:0.8:20;步骤s6、清洗碱液:首先用45℃的热水对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔表面冲洗2.5min,再用23℃的冷水对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔表面冲洗1.5min;步骤s7、二次去除氧化膜:用配比的酸液对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔清洗进行二次去除氧化膜,具体的首先用65℃的酸液对焊料箔、翅片清洗4min;再用68℃的酸液对面板、封条、隔板清洗6min,且酸液的配比为铬酸:硝酸:氢氟酸:水=3:5:1:12;步骤s8、清洗酸液:首先用50℃的蒸馏水对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔表面冲洗2.5min,再用23℃的蒸馏水对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔表面冲洗1.5min,且该过程中不可再用手触摸;步骤s9、脱水:用无水乙醇对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔表面脱水,且该过程中不可再用手触摸;步骤s10、烘干:采用90℃的烘干温度对面板、封条、隔板、翅片及焊料箔进行烘干75min;步骤s11、检查多余物:用显微镜下检查所有零件的多余颗粒,若多余物颗粒的粒径>10μm,需从步骤s1进行重新清洗,且翅片清洗次数不得多于三次。
18.为实现本发明目的,提供多组不同清洗工序下对铁白铜焊接质量影响的对比例,如表1所示:表1不同工序下铁白铜焊接质量对比
由表1可以看出:本发明清洗工艺:首先通过清洗汽油去除零件表面的油污,然后依次对零件表面去污去油、锉削零件表面的氧化膜、用碱液对零件表面二次去污去油、清洗零件表面碱液、用酸液对零件表面二次去除氧化膜、用蒸馏水清洗零件表面酸液、用乙醇对零件进行脱水以及对零件进行烘干等工艺,芯体钎焊后的爆破压力高,焊缝外观良好,焊接成功率较高,焊接质量好。
19.对比例一:与本发明清洗工艺相比缺少对零件表面去污去油、锉削零件表面的氧化膜以及用乙醇对零件进行脱水的步骤,零件钎焊成功率低,芯体钎焊后的爆破压力低,焊缝外观较差,焊接质量差;对比例二:与本发明清洗工艺相比缺少锉削零件表面的氧化膜以及用乙醇对零件进行脱水的步骤,零件钎焊成功率低,芯体钎焊后的爆破压力低,焊缝外观较差,焊接质量差;对比例三:与本发明清洗工艺相比缺少锉削零件表面的氧化膜以及用乙醇对零件进行脱水的步骤,芯体钎焊后的爆破压力较低,零件钎焊成功率较低,焊缝外观一般,焊接质量较差;由表1可以得出:对零件表面去污去油、锉削氧化膜以及用乙醇对零件进行脱水等工序对铁白铜板翅式换热器芯体的焊接质较为重要,可以提高焊接质量和焊接成功率。
20.为实现本发明目的,提供多组清洗工艺相同但是采用不同目数的粗砂纸对零件表面锉削氧化膜时铁白铜焊接质量影响的对比例,如表2所示:表2 不同目数锉削氧化膜时铁白铜焊接质量对比
由表2可以看出:本发明清洗工艺:采用80~240目的粗砂纸锉削零件表面的氧化膜,焊接成功率高,焊缝外观良好;对比例四:采用60目的粗砂纸锉削零件表面的氧化膜,焊接成功率较低,芯体钎焊后的爆破压力较低,焊缝外观一般,焊接质量较差;对比例五:用300目的粗砂纸锉削零件表面的氧化膜,焊接成功率较低,芯体钎焊后的爆破压力较低,焊缝外观一般,焊接质量较差;对比例六:用60目的粗砂纸锉削零件表面的氧化膜,焊接成功率较低,芯体钎焊后的爆破压力较低,焊缝外观一般,焊接质量较差;由表2得出:选择适当目数的粗砂纸作为锉削工具去除零件表面氧化膜对焊接成功率及焊接质量有较大的影响。
21.为实现本发明目的,提供多组清洗工艺相同但是采用不同碱液配比对零件二次去污去油时铁白铜焊接质量影响的对比例,如表3所示:表3不同碱液配比及碱液清洗温度对铁白铜焊接质量对比
由表3可以看出:本发明清洗工艺:首先用清洗汽油去除零件表面的油污;用无水乙醇或丙酮去除汽油;用240目的粗砂纸去除零件表面氧化膜;采用氟化钠:氢氧化铵:氢氧化钠:水=1:1.5:0.8:20配比的碱液对零件进行清洗,且用50~70℃的碱液对焊料箔、翅片清洗6~9min;再用60~85℃的碱液对面板、封条、隔板清洗7~9min;用40~50℃的热水对零件冲洗2~3min,再用15~30℃的冷水对零件冲洗1~2min;采用铬酸:硝酸:氢氟酸:水=3:5:1:12配比的酸液对零件清洗,且用60~70℃的酸液对焊料箔、翅片清洗2~3min,再用65~70℃的酸液对其他零件清洗5~7min;用45~55℃的蒸馏水对零件冲洗2~3min,再15~35℃的蒸馏水对零件冲洗1~2min;用无水乙醇对零件表面脱水;采用80~100℃的烘干温度对零件烘干60~90min,焊接成功率高,芯体爆破压力高,焊缝外观良好,焊接质量好;对比例七、对比例八、对比例九、对比例十及对比例十一均与本发明的清洗工艺步骤相同,但是选用与本发明不同配比的碱液对零件进行二次去污去油,焊接成功率低,芯体爆破压力较低,焊缝外观一般,焊接质量较差;
因此可以得知碱液的配比及成分对零件的去污去油效果影响很大,对焊接成功率和焊接质量有较大的影响。
22.对比例十二和对比例十三均与本发明的清洗工艺步骤相同,且选用与本发明相同配比的碱液对零件进行二次去污去油,但是选用碱液的清洗温度与本发明不同,焊接成功率低,芯体爆破压力较低,焊缝外观一般,焊接质量较差;因此可以得知碱液的清洗温度对去污去油效果影响很大,对焊接成功率和焊接质量有较大的影响。
23.为实现本发明目的,提供多组清洗工艺相同但是采用不同水温清洗零件表面碱液时对铁白铜焊接质量影响的对比例,如表4所示:表4采用不同水温清洗零件表面碱液时对铁白铜焊接质量对比
由表4可以看出:本发明清洗工艺:首先用40~50℃热水对零件冲洗2~3min,再用15~30℃冷水对零件冲洗1~2min,这种清洗方法可以有效去除零件表面的碱液,焊接成功率高,芯体爆破压力高,焊缝外观良好,焊接质量好;对比例十四和对比例十五与本发明的清洗工艺步骤相同,且均采用本发明清洗碱液的步骤,但是选用清洗零件表面碱液的水温不同,焊接成功率低,芯体爆破压力较低,焊缝外观一般,焊接质量较差;对比例十六与本发明的清洗工艺步骤相同,但是仅通过40~50℃热水对零件冲洗2~3min,焊接成功率低,芯体爆破压力较低,芯体爆破压力较低,焊缝外观一般,焊接质量较差;对比例十七与本发明的清洗工艺步骤相同,但是仅通过15~30℃冷水对零件冲洗1~2min,焊接成功率低,芯体爆破压力低,焊缝外观一般,焊接质量较差;由此得知采用合适水温对去除零件表面碱液的效果影响较大,对焊接成功率和焊接质量有较大的影响。
24.为实现本发明目的,提供多组清洗工艺相同但是采用不同酸液配比对零件二次去污去油时铁白铜焊接质量影响的对比例,如表5所示:表5不同酸液配比及酸液清洗温度对铁白铜焊接质量对比
由表5可以看出:本发明清洗工艺:采用铬酸:硝酸:氢氟酸:水=3:5:1:12配比的酸液对零件清洗,且用60~70℃的酸液对焊料箔、翅片清洗2~3min,再用65~70℃的酸液对其他零件清洗5~7min,焊接成功率高,芯体的爆破压力高,焊缝外观良好,焊接质量好;对比例十八、对比例十九、对比例二十、对比例二十一及对比例二十二均与本发明的清洗工艺步骤相同,但是选用与本发明不同配比的酸液对零件进行二次去除氧化膜,焊接成功率低,芯体的爆破压力较低,焊缝外观一般,焊接质量较差;因此可以得知酸液的配比及成分对零件的去污去油效果影响很大,对焊接成功率和焊接外观有较大的影响。
25.对比例二十三和对比例二十四均与本发明的清洗工艺步骤相同,且选用与本发明相同配比的酸液对零件进行二次去污去油,但是选用酸液的清洗温度与本发明不同,焊接成功率低,芯体的爆破压力较低,焊缝外观一般,焊接质量较差;因此可以得知酸液的清洗温度对去污去油效果影响很大,对焊接成功率和焊接质
量有较大的影响。
26.为实现本发明目的,提供多组清洗工艺相同但是采用不同水温清洗零件表面酸液时对铁白铜焊接质量影响的对比例,如表6所示:表6采用不同水温清洗零件表面酸液对铁白铜焊接质量对比
由表6可以看出:本发明清洗工艺:首先用45~55℃热水对零件冲洗2~3min,再用15~35℃冷水对零件冲洗1~2min,这种清洗方法可以有效去除零件表面的酸液,焊接成功率高,芯体的爆破压力高,焊缝外观良好,焊接质量好;对比例二十五和对比例二十六与本发明的清洗工艺步骤相同,且均采用本发明清洗酸液的步骤,但是选用清洗零件表面酸液的水温不同,焊接成功率低,芯体的爆破压力较低,焊缝外观一般,焊接质量较差;对比例二十七与本发明的清洗工艺步骤相同,但是仅通过40~50℃热水对零件冲洗2~3min,焊接成功率低,芯体的爆破压力较低,焊缝外观一般,焊接质量较差;对比例二十八与本发明的清洗工艺步骤相同,但是仅通过15~30℃冷水对零件冲洗1~2min,焊接成功率低,芯体的爆破压力较低,焊缝外观一般,焊接质量较差;由此得知采用合适水温对去除零件表面酸液的效果影响较大,对焊接成功率和焊接质量有较大的影响。
27.采用本发明铁白铜板翅式换热器芯体真空钎焊前的清洗工艺,通过清洗汽油及无水乙醇初步对零件去污去油,然后采用粗砂纸对零件表面初次去除氧化膜,通过碱液对零件进行二次去污去油,通过酸液对零件进行二次去除氧化膜,零件表面的氧化膜和油污去除的更加干净;通过热水和冷水对零件表面清洗碱液及酸液,零件表面的碱液及酸液清洗的干净;通过无水乙醇对清洗完成后的零件进行脱水,进一步提高零件表面的洁净度;且通过使用特殊配比的碱液和酸液,对零件表面去污去油效果及去除氧化膜效果好,零件被清洗的更加干净,焊接成功率高,焊接后芯体的爆破压强高,焊缝良好,焊接质量高。
28.尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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