汽车散热器钎焊焊接培训课件

汽车散热器工艺流程及焊接方法李冬：一汽富奥散热器公司李冬：一汽富奥散热器公司 工艺工程师工艺工程师20092009年年9 9月月7/3/20241培训内容散热器公司简介散热器公司简介汽车冷却系及发展方向汽车冷却系及发展方向钎焊知识钎焊知识散热器工艺流程散热器工艺流程7/3/20242富奥汽车零部件有限公司富奥汽车零部件有限公司 散热器分公司散热器分公司FAWER Radiator Company FAWER Radiator Company 一、散热器公司简介一、散热器公司简介7/3/20243 1、COMPANY PROFILE Radiator Branch Company is a subsidiary company of Fawer Automotive Parts Co.Ltd.under FAW（the First Automobile Works of China).Located in the northeast of China in Changchun,Jilin,it is a state-owned and is the biggest production base of radiators in China auto industry.From 2008,it will become the No.one in the technology and management in the radiator&CAC production in China.7/3/20244 ESTABLISHMENTESTABLISHMENTESTABLISHMENTESTABLISHMENT：1956195619561956 TOTAL AREA:168,000mTOTAL AREA:168,000mTOTAL AREA:168,000mTOTAL AREA:168,000m2 2 2 2 FACILITY AREA 59,000mFACILITY AREA 59,000mFACILITY AREA 59,000mFACILITY AREA 59,000m2 2 2 2 FIXED ASSETSFIXED ASSETSFIXED ASSETSFIXED ASSETS：RMB 145 MillionRMB 145 MillionRMB 145 MillionRMB 145 Million OWNERSHIPOWNERSHIPOWNERSHIPOWNERSHIP：STATE OWNEDSTATE OWNEDSTATE OWNEDSTATE OWNED ANNUAL CAPACITY:1,050,000 units ANNUAL CAPACITY:1,050,000 units ANNUAL CAPACITY:1,050,000 units ANNUAL CAPACITY:1,050,000 units（Radiator:550,000 Radiator:550,000 Radiator:550,000 Radiator:550,000 CAC:200,000 Heater:300,000 CAC:200,000 Heater:300,000 CAC:200,000 Heater:300,000 CAC:200,000 Heater:300,000）EMPLOYEE:815EMPLOYEE:815EMPLOYEE:815EMPLOYEE:815 TECHNICAL PERSONNEL:103TECHNICAL PERSONNEL:103TECHNICAL PERSONNEL:103TECHNICAL PERSONNEL:103 SHIFT:2 shifts/day;5 days/week;SHIFT:2 shifts/day;5 days/week;SHIFT:2 shifts/day;5 days/week;SHIFT:2 shifts/day;5 days/week;210 days/year 210 days/year 210 days/year 210 days/year7/3/20245 Copper/Alum RadiatorCopper/Alum Radiator Charge Air Cooler Charge Air CoolerHeaterHeater 2.MAIN PRODUCTS7/3/20246Copper/Alum Radiator 7/3/20247Charge Air CoolerCharge Air Cooler8 Heater 7/3/202491).Key Equipment for Aluminum Radiator Production High Frequency Tube Mill (made in U.S.)USA made Fin Mill (made in U.S.)Core Builder (made in Korea)Aqueous Degreaser (made in Korea)CAB Furnace (made in U.S.)Crimping Machine (made in U.S.)Pressure Decay Leak Tester (made in U.S.)3.MAJOR PRODUCTION EQUIPMENTS 7/3/202410 BType Tube Mill7/3/2024112).Key Equipments for Copper Radiators ProductionA、Tube Mill(German Schoeler Corporation)7/3/202412B、Brazing Furnaces Quantity:3 Productivity:50-60 pieces/h7/3/202413C、Crimping Machine Quantity:3 Made in China The key parts can be made by ourselves Used to assemble tanks on the core7/3/2024143)、Key Equipments for CAC Production Continuous Aluminum Brazing Furnace Quantity:1 Made in U.S.A.by Seco/Worwick Company Mass production from 20027/3/2024154)、Other Key EquipmentsUltrasonic Washing machineSemiautomatic welding Machine7/3/202416A、Electromagnetic Vibration Test Stand Made by UD company of U.S.A The Most Advanced Test Stand in the worldFrequency Range:0-2000HzMaximum Acceleration:69g.Testing Radiator&CAC Strength By simulating a Running Vehicle 4.Performance Test Lab4.Performance Test Lab7/3/202417 B、Internal Liquid/Air Pulse Testing StandChangeable Pulse Pressure Range:0-3Kg/cm2.Changeable Pulse Period:2-10 second.Changeable Temperature Range:110-130.Testing strength reliability of Radiator&CAC by simulating engine in working condition.7/3/202418 C.Heat Transfer Performance Test StandTest stand Made in TESCOR company of America and in production line since March,2004.it is the only one that can test heat transfer performance of radiator&CAC in China.Testing the heat transfer performance，wind resistance，water resistance,outlet and inlet temperature of Radiator and CAC7/3/202419PULSE PRESSURE CYCLE TUBE AND FIN MEASURING DEVICE FIN LOUVER ANGLE CHECKER SALT SPRAY TESTER RADIATOR STATIC PRESSURE TESTER VACUUM PRESSURE TESTER BURST&PRESSURE TESTER D.Other Major Testing&Inspection Instruments7/3/202420二、发动机冷却系发动机工作时，汽缸、活塞、汽缸盖、气门等零件要承受1000度以上的高温，如不进行冷却，发动机将无法进行工作。冷却的方式有风冷和水冷。目前汽车绝大多数采用水冷。因为水冷可以防止发动机温度过高，而且可以加热水给发动机预热，便于发动机起动。此外，还可以根据需要调节冷却强度。综上所述，水冷却系的作用是维持发动机的正常工作温度（冷却水温在8090度）。因为发动机水温过高或过低都会造成发动机功率下降、油耗增多、润滑不良、机件加速损坏，以致发动机无法正常工作。7/3/202421 发动机冷却系统发动机冷却系统进气管进气管排气管排气管EnginEngine e 中冷器中冷器 冷凝器冷凝器 散热器散热器 压缩机压缩机 E.G.R E.G.R 冷却器冷却器 蒸发蒸发器器 增压增压器器暖风散热器暖风散热器机油冷却器机油冷却器 进风进风消音器消音器 风扇风扇滤清器滤清器 水水泵泵7/3/202422冷却系模块7/3/202423水冷却系的构造：它是由百叶窗、散热器、风扇、水泵、节温器、分水管等机件和缸体与缸盖内的水套组成的。散热器散热器俗称水箱。它的作用是给发动机散热和贮存水量。散热器主要由以下部件组成：冷却管、冷却带、芯部、上下水室总成、左右侧片总成、散热器盖、护风圈等组成。7/3/2024247/3/2024257/3/202426三、钎焊知识钎焊的定义和致密性7/3/2024271、钎焊1 1、钎焊概念：、钎焊概念：钎焊是以搭接形式装配，保持很小的间隙，采用钎焊是以搭接形式装配，保持很小的间隙，采用熔点比母材低的填充材料（钎料），在低于母材熔点比母材低的填充材料（钎料），在低于母材熔点，高于钎料熔点的温度下，借钎料熔化填满熔点，高于钎料熔点的温度下，借钎料熔化填满母材间的间隙，然后冷凝形成牢固的接头。主要母材间的间隙，然后冷凝形成牢固的接头。主要依靠毛细吸力达到晶间结合，强度较低。依靠毛细吸力达到晶间结合，强度较低。7/3/2024282、钎焊分类根据使用的钎料不同，钎焊一般分为软钎焊钎料液相线温度低于450；硬钎焊钎料液相线温度高于450-900 高温钎焊高温钎焊钎焊液相线温度钎焊液相线温度9009007/3/2024293、钎焊的两大具备条件（1 1）钎料的润湿作用钎料的润湿作用（当附着力大于内聚力时，液体就能粘附在固体（当附着力大于内聚力时，液体就能粘附在固体表面，发生润湿作用）表面，发生润湿作用）（2 2）毛细作用毛细作用 （钎料是依靠毛细作用而在间隙内流动的）（钎料是依靠毛细作用而在间隙内流动的）看视频看视频6 6：34347/3/2024304、钎剂钎剂主要是清除母材和钎料表面的氧化物，钎剂主要是清除母材和钎料表面的氧化物，为钎料在母材上铺展填缝创造必要条件，隔为钎料在母材上铺展填缝创造必要条件，隔绝空气，改善钎料对母材的润湿。绝空气，改善钎料对母材的润湿。7/3/2024315、影响钎料毛细填缝的因素1 1）钎料和母材成分（产生物理或化学作用）钎料和母材成分（产生物理或化学作用）2 2）钎焊温度）钎焊温度3 3）母材表面氧化物）母材表面氧化物4 4）母材表面粗糙度）母材表面粗糙度5 5）钎剂）钎剂6 6）间隙）间隙7 7）钎料与母材的相互作用）钎料与母材的相互作用7/3/202432五、用于散热器制造的钎焊方法钎焊的方法通常以所应用的热源来命名的。钎焊的方法通常以所应用的热源来命名的。1 1、火焰钎焊：、火焰钎焊：一般用天然气、煤气等可燃气体一般用天然气、煤气等可燃气体加热原理；用于水室、侧片焊接加热原理；用于水室、侧片焊接 2 2、炉中钎焊：炉中钎焊：分空气炉、真空炉、惰性气体保分空气炉、真空炉、惰性气体保护钎焊等，用于焙烧护钎焊等，用于焙烧 7/3/2024333 3、浸渍钎焊：、浸渍钎焊：1 1）盐浴钎焊）盐浴钎焊2 2）金属浴钎焊）金属浴钎焊 用于制管用于制管3 3）波峰钎焊）波峰钎焊 用于主片镀锡用于主片镀锡 4 4、感应钎焊：、感应钎焊：分为高频焊接、中频焊接；分为高频焊接、中频焊接；一般中频焊接用于水室焊接一般中频焊接用于水室焊接5 5、烙铁钎焊：、烙铁钎焊：一般用于小件加工，电线仪一般用于小件加工，电线仪表表其他还有如电阻钎焊、激光钎焊、脉冲加热钎焊、红外线钎焊等等。7/3/202434二、散热器工艺流程及钎焊方式的优缺点散热器制造工艺流程符合散热器制造工艺流程符合U U形生产线，工序衔接速度快，质量好。形生产线，工序衔接速度快，质量好。具体工艺流程具体工艺流程：制管制带芯子装配焙烧主片镀锡中频焊接密封检验装配侧片内部清洗高温脉冲喷漆装配附件入库7/3/2024351、制管工序设备：制管机（德国进口）材料：0.12*34/36.5H90铜带料；锡钎焊料：HLSn30PbSbA，熔点为183-236度 钎剂QH-5#工艺参数：成型速度:60-100m/min 锡锅温度：370-390度 吹风压力:1、焊剂（防止过量焊剂进入锡锅，引起爆锡影响焊接质量）2、水（冷却管干燥）3、焊料（锡层厚度）渗锡成线率85%7/3/202436制管原理送料送料 储料储料 成形成形 浸钎剂浸钎剂 金属浴钎焊金属浴钎焊 冷却冷却 校校正正 切断切断 排料排料 接料（硬钎焊）接料（硬钎焊）浸沾钎焊浸沾钎焊 垂直校正；水平垂直校正；水平校正；扭曲校正校正；扭曲校正HLAgCu30-25 HLAgCu30-25 焊剂硼砂焊剂硼砂 HLSn30PbSbA 5#HLSn30PbSbA 5#焊剂焊剂 7/3/202437钎焊设计原理焊缝的搭接长度：为材料厚度的焊缝的搭接长度：为材料厚度的5 5倍，倍，0.12*5=0.60.12*5=0.6焊缝间隙值的确定焊缝间隙值的确定0.1mm0.1mm为黄铜的最佳间隙，此时焊缝的强度最大。间隙过大，为黄铜的最佳间隙，此时焊缝的强度最大。间隙过大，毛细作用减弱，钎料添不满间隙。（制管为钎剂进毛细作用减弱，钎料添不满间隙。（制管为钎剂进入过多腐蚀加强，影响强度）；间隙过小，强度下降，钎料入过多腐蚀加强，影响强度）；间隙过小，强度下降，钎料填缝困难，间隙内的气体，钎剂残渣也不易排出。填缝困难，间隙内的气体，钎剂残渣也不易排出。钎焊温度的确定钎焊温度的确定钎焊温度应适当高于钎料的熔点，通常为钎料液相线温度的钎焊温度应适当高于钎料的熔点，通常为钎料液相线温度的25-6025-60度。度。加热和冷却速度。加热和冷却速度。急冷回产生热裂纹、内应力，零件变形。急冷回产生热裂纹、内应力，零件变形。看视频看视频7/3/202438设备：制带机材料：0.045*52/70/78-T3紫铜带料成型速度：40m/min原理：通过上下2个滚刀机械及挤压成型后切断实现2 2、制带工序（视频）、制带工序（视频）7/3/202439散热带示意图此处开窗的目的是为了增大散热面积7/3/2024403、芯子装配及校正（视频）设备：装配夹具7/3/202441质量特性1.1.保证主片间距保证主片间距;2.2.对角线长度差对角线长度差3 3;3.3.冷却管端头出头量不小于冷却管端头出头量不小于1.5 1.5 4.4.散热带波距均匀，无挤压变形。散热带波距均匀，无挤压变形。5.5.保证散热带表面平整，端头平整，无磕碰伤。保证散热带表面平整，端头平整，无磕碰伤。7/3/2024424、焙烧（炉中烘焊）设备：卧式烘焊炉运输链速度：1-1.2m/min(4-5.5Hz)；焙烧温度：一区不低于190-240二区300-330辅助材料：钎剂QH-1#焊 剂项目 标 准比重(KG/M3)1.018-1.022 PH值5.5-6折射率1.3352-1.3378铺展面积(CM3)（5个试样平均值）1.077/3/202443卧式烘焊炉7/3/202444焙烧后7/3/2024455、主片镀锡（波峰式钎焊）设备：主片镀锡炉材料：HLSn30PbSbA锡块，锡含量30%；钎剂QH-2#锡锅温度：345-380镀锡质量：1.主片与冷却管钎接钎接牢固、密封、无漏镀、无明显磕碰伤。无裂纹、堵管主片沟槽内无明显钎料堆积。2.钎料每月化验一次,杂质Cu含量不超过0.63%。7/3/202446波峰式钎焊后（视频5：30）7/3/2024476、中频感应式钎焊设备：中频焊接机/感应圈材料：4.0 HLSn30PbSbA锡圈，锡含量30%；钎剂QH-2#质量特性质量特性焊接时间：18-25s;焊接频率：8000-10000Hz气缸压力：0.3-0.5Mpa自然冷却时间：10s钎接牢固密封，焊缝连续、饱满，无明显钎料堆积，无磕碰伤及冷却带倒伏。火焰焊接，7/3/202448中频焊接后焊缝均匀被锡填充7/3/202449中频焊接/火焰焊接优缺点1 1、中频焊接效率高、中频焊接效率高18-25S18-25S；漏水率低，焊；漏水率低，焊缝均匀光滑不易产生假焊，但制作成本高。缝均匀光滑不易产生假焊，但制作成本高。2 2、火焰焊接效率低、火焰焊接效率低1010分钟，漏水率高，易分钟，漏水率高，易产生假焊，适合用作补焊。产生假焊，适合用作补焊。7/3/2024507、密封性检验（视频）设备：试验槽组材料：3.5 HLSn30PbSbA锡圈，锡含量30%；钎剂QH-2#质量特性质量特性试漏压力：0.14-0.16Mpa；保压时间：1min。保证密封，不得渗漏;修补处应平整、光滑，不得有明显的 钎料堆积；散热器内无积水和残留物7/3/2024518、高温脉冲检验设备：高温脉冲槽组质量特性质量特性脉冲压力:0.14-0.16Mpa;循环压力每4S一个压力循环脉冲时间:1min。脉冲温度：65-90。模拟发动机水温7/3/2024529、内部清洗防止内部腐蚀设备：内部清洗槽组材料：Na2CO3溶液质量特性清洗水温60-80；溶液浓度1-1.5Na2CO3。内部清洗干净,；并将积水吹净;轻拿轻放,不准有磕碰伤;每清洗60只补加一次Na2CO3和清水，保证浓度和水温;7/3/202453喷漆(防锈，美观）设备：喷漆线/烘干线材料：黑色水性漆（主要成分水性丙烯酸树脂）质量特性粘度：18-25S漆泵进气压力：0.4-0.5MPa运输链链速：35-60Hz喷枪压力：0.3-0.4 Mpa漆前烘干温度：110-130漆后烘干温度：一区 95-105 二区 100-110漆层均匀，不允许有漏喷和明显留痕，漆面干爽；螺母及管口内表面无漆；7/3/202454铝散热器/中冷器7/3/202455结束语在现代工业中，软钎焊技术大量地应用于电子、航空、航天、核能、汽车等领域，并且具有其它焊接方式无法比拟的优势性，同时现代工业也对钎焊技术也提出了更高的要求。铜制汽车散热器的生产主要应用的就是软钎焊技术，但由于该产品结构的特殊性及对影响其主要性能的因素研究的不够，现生产中仍存在达不到性能要求情况，国产的铜制汽车散热器与国外同类产品相比产品质量还需进一步提高。7/3/202456谢谢！7/3/202457