本所某大功率合成設(shè)備用散熱器(圖1)，該結(jié)構(gòu)的散熱器體積較大，壁厚相差大。曾采用鹽浴釬焊(外協(xié))加工，但發(fā)現(xiàn)焊后清洗困難且清洗后的散熱器易吸潮而引起腐蝕。

圖1　散熱器示意圖

　　氟化物釬劑具有不吸潮，釬渣難溶于水，去膜能力強，釬縫致密性好，釬焊接頭耐蝕性好等特點^［1］，但釬劑配制質(zhì)量的好壞直接影響釬焊質(zhì)量的好壞，而成品氟化物釬劑具有長期穩(wěn)定的活性^［2］。鋁硅鍶鑭釬料流動性能、機械性能、耐腐蝕和鍍覆性能均良好^［3］。本工藝采用成品氟化物釬劑，配合鋁硅鍶鑭釬料，在空氣爐中釬焊散熱器，取得良好效果。

1　釬焊設(shè)備

1.1　釬焊爐的主要結(jié)構(gòu)組成
該爐由控制系統(tǒng)、可動爐體和推車三部分組成，如圖2所示。

圖2　釬焊爐結(jié)構(gòu)示意圖

1.2　釬焊爐工作方式
爐體預(yù)熱爐罩上升推車移出工件放置
推車復(fù)位爐罩下降釬焊出爐
1.3　爐溫測控系統(tǒng)
該系統(tǒng)主要由AI人工智能工業(yè)調(diào)節(jié)器、小型圓圖溫度記錄儀、可控硅模塊、各功能按鈕及儀表等組成。將設(shè)定值輸入AI人工智能工業(yè)調(diào)節(jié)器(溫度和時間)，由調(diào)節(jié)器控制可控硅模塊，通過調(diào)整一個固定的時間內(nèi)可控硅通斷比例來實現(xiàn)輸出功率大小變化，從而達到連續(xù)調(diào)節(jié)加熱爐功率的目的。小型圓圖溫度記錄儀通過熱電偶的轉(zhuǎn)換，可分別記錄爐膛溫度和釬焊工件溫度(模擬)與時間的曲線，有利于釬焊工藝的分析和參數(shù)的調(diào)整。該控制系統(tǒng)具有測溫精度高，控溫性能好，操作方便等優(yōu)點。

2　釬焊工藝

2.1　母材、釬料和釬劑
釬焊使用母材為LF21，釬料為φ1.5鋁硅鍶鑭共晶釬料(HL81-01)，鋁釬劑為成品共晶氟化物釬劑。
2.2　加熱規(guī)范的確定
由于該工件厚度較厚，體積較大，采用硬加熱規(guī)范，把爐膛溫度預(yù)置到650℃，然后把安置好釬料和釬劑的工件放入爐膛進行加熱，待工件溫度上升到600℃即可出爐冷卻。圖3為爐膛和工件溫度與時間的變化曲線。
2.3　焊后清洗
釬焊后的工件在20％左右的硝酸溶液中清洗，可以得到滿意的清洗效果。

3　釬焊接頭性能

3.1　釬焊接頭機械性能和金相組織
釬焊接頭按國標GB2651-89、GB2653-89進行拉伸和彎曲試驗，釬焊接頭的抗拉強度為100MPa，冷彎角為145^°，拉伸試樣斷裂部位都在母材，表明釬縫的強度比母材高，彎曲試驗表明釬焊接頭塑性較好。分析釬縫的金相組織，該組織為典型的α～A1＋Si共晶組織，但由于鋁硅鍶鑭釬料中鍶鑭的變質(zhì)作用，共晶硅由粗大片狀變成細粒狀，所以釬焊接頭機械性能得到提高。

圖3　爐膛和工件溫度隨時間變化曲線

3.2　交變濕熱試驗
結(jié)合整機要求，將清洗后的散熱器按GJB367.2-87進行交變濕熱試驗，周期為48h，釬縫表面保持金屬光澤，無腐蝕現(xiàn)象發(fā)生。

4　生產(chǎn)應(yīng)用

　　在空氣爐中釬焊如圖1所示鋁合金散熱器共15件，焊接過程穩(wěn)定，可操作性好，釬焊后的工件經(jīng)檢驗，釬縫連續(xù)、圓角飽滿、沒有溶蝕和未焊透缺陷。

5　結(jié)論

5.1　研制的釬焊爐具有結(jié)構(gòu)合理、控溫性能好和操作方便等特點。
5.2　在普通空氣爐釬焊散熱器，采用成品氟化物釬劑，配合鋁硅鍶鑭釬料，釬焊質(zhì)量良好，完全能滿足散熱器生產(chǎn)需要。