板翅式换热器真空钎焊工艺评定分析

摘要板翅式换热器芯子采用真空钎焊焊接。本文通过真空钎焊的试件制备、试件检验及评定试验方法和需进行重新评定的要求进行探讨，对板翅式换热器真空钎焊工艺评定进行了介绍以及比较系统的分析，为板翅式换热器的制造和检验提供了依据和参考。

关键词板翅式换热器；真空钎焊；钎焊工艺评定

0 引言

铝制板翅式换热器是一种新型高效换热设备。它以结构紧凑、重量轻、体积小和传热效率高等优点，广泛应用于化工、化肥、空分设备、天然气液化等各个领域。板翅式铝散热器的传统制造工艺是盐浴钎焊。由于盐浴钎焊焊后钎剂清洗工艺复杂，残留的氯盐对钎焊件会产生腐蚀作用，降低了被钎焊件的可靠性。而无钎剂铝真空钎焊技术，彻底解决了氯化物基钎剂对铝的腐蚀性问题。因此真空钎焊技术在板翅式铝散热器制造工艺中得到迅速的发展。本文以铝合金复合板真空钎焊为例，对板翅式换热器试件制备、试件的检验方法和在什么情况下需要对板翅式换热器重新进行焊接工艺评定进行了探讨，为板翅式换热器的制造及检验提供参考。

1 试件的制备

试件采用铝合金复合板进行制备，复合板表面涂有钎料层。首先应对复合板的化学成分、钎料层厚度、力学性能进行复验，保证材料符合相应的标准；试件的厚度的评定适用范围为0.5T～2T；试件的数量和尺寸应满足制备试样的要求；施焊人员必须是本单位技能熟练的焊工，焊接设备和仪表处于正常工作状态，焊工按预焊接工艺规程中的钎焊参数进行钎焊。

试件施焊完毕，经外观检验和无损检验后，允许避开缺陷制取试验试样。 2 试件的检验

钎焊试件的检验一般包括钎缝的外观检验、无损检验和金相检验。

外观检查要求钎焊接头外露端的周围均应显示有钎料的存在，钎缝无未钎满，不允许有裂纹及穿透性气孔、针孔；由于溶蚀而引起的母材减薄量应不大于母材厚度的10%（母材厚度不包括钎料层的厚度）。

无损检测采用X-射线检验方法进行检验。适用于外观检测无法判断质量的钎焊件或设计图中指出需做X-射线检验的钎焊件。X-射线检验试件内部钎着率即钎焊接头中实际钎着的钎焊面积与应该钎焊的总面积的比率应大于80%。

钎焊接头的金相试样一般在钎缝的横截面制取，在浸蚀之前，可用肉眼或放大镜（显微镜）观察，查明钎缝是否有未钎透、夹杂、气孔和裂纹等缺陷。试样经过浸蚀后，在显微镜下放大100倍～1 500倍，观察钎缝区的微小缺陷、钎缝、扩散区以及母材金属的组织结构。钎缝中金相组织应细密一致，各个相扩散均匀，不允许存在裂纹及过烧组织。

3 钎焊工艺评定试验

真空钎焊工艺评定试验主要参考了美国ASME锅炉与压力容法规第Ⅸ卷“焊接与钎焊评定”标准中钎接篇的规定以及真空钎焊的相关资料进行。真空钎焊一般为搭接接头，其工艺评定试验包括：拉剪试验、切片试验。试样采用0.8mm厚的铝合金复合板钎焊搭接接头试件的评定试样项目、材料评定的厚度覆盖范围及规定的试样数量如表1所示。