釬焊環(huán)的制作方法
【專利摘要】提供了釬焊環(huán)，其包括環(huán)材料，所述環(huán)材料包括具有第一熔點(diǎn)的鋁-鋅-硅合金和容納在環(huán)材料內(nèi)具有第二熔點(diǎn)的助熔劑材料，所述第二熔點(diǎn)基本上低于所述第一熔點(diǎn)，所述環(huán)材料被如此形成以至所述助熔劑材料向外暴露于熱源，如此一旦受熱，助熔劑材料便先于所述環(huán)材料熔化。
【專利說(shuō)明】釬焊環(huán)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文公開的主題涉及自動(dòng)釬焊系統(tǒng)，更具體地涉及具有釬焊環(huán)的自動(dòng)釬焊系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]空調(diào)和熱泵中使用的圓管和平板翅片換熱器(RTPF)通常包括插入密集布置的翅片包中的一系列長(zhǎng)"U"型管。然后，形成的管(稱作發(fā)卡狀物)通過(guò)釬焊就位回轉(zhuǎn)彎頭在相對(duì)端彼此形成環(huán)形(連接)。小批量生產(chǎn)時(shí)，管被手動(dòng)釬焊。然而，這種人工釬焊過(guò)程依賴操作員，容易產(chǎn)生較高缺陷率且在大批量生產(chǎn)環(huán)境中難以接受。因此，當(dāng)產(chǎn)生率變得足夠高時(shí)，存在使釬焊過(guò)程自動(dòng)化的成本理由。
[0003]常規(guī)的RTPF換熱器通常具有銅管和鋁翅片，由于釬焊材料和銅管的熔點(diǎn)之間較寬的溫度范圍，因此相關(guān)的釬焊過(guò)程并不太苛刻。另一方面，鋁管和鋁翅片的釬焊自動(dòng)化較新，要求相對(duì)較高的釬焊質(zhì)量和精度以保證可與銅/鋁RTPF相比較的泄露/缺陷率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了釬焊環(huán)，且釬焊環(huán)包括環(huán)材料，其包括具有第一熔點(diǎn)的鋁-鋅-硅合金和容納在環(huán)材料內(nèi)具有第二熔點(diǎn)的助熔劑材料，第二熔點(diǎn)低于第一熔點(diǎn)，環(huán)材料被如此形成以至助熔劑材料暴露于熱源，如此一旦受熱，助熔劑材料便先于環(huán)材料熔化。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了自動(dòng)釬焊系統(tǒng)，其包括可伸縮地裝配以限定第一和第二環(huán)形空間的第一和第二管狀構(gòu)件以及可裝配到第二環(huán)形空間中的釬焊環(huán)，且釬焊環(huán)包括環(huán)材料，所述環(huán)材料包括具有第一熔點(diǎn)的鋁-鋅-硅合金和容納在環(huán)材料內(nèi)且具有第二熔點(diǎn)的助熔劑材料，第二熔點(diǎn)低于第一熔點(diǎn)，環(huán)材料被如此形成以至助熔劑材料暴露于熱源，如此一旦受熱，助熔劑材料便先于環(huán)材料熔化。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的再另一個(gè)方面，提供了自動(dòng)釬焊系統(tǒng)，其包括具有管狀部分和位于其端部的張開部分的第一鋁管狀構(gòu)件、可伸縮地裝配到張開部分和管狀部分中以限定第一和第二環(huán)形空間的第二鋁管狀構(gòu)件，和可裝配到第二環(huán)形空間中并包括環(huán)材料的釬焊環(huán)，所述環(huán)材料包括具有第一熔點(diǎn)的鋁-鋅-硅合金和容納在環(huán)材料內(nèi)具有第二熔點(diǎn)的助熔劑材料，第二熔點(diǎn)低于第一熔點(diǎn)，環(huán)材料被如此形成以至助熔劑材料暴露于熱源，如此一旦受熱，助熔劑材料便先于環(huán)材料熔化。
[0007]根據(jù)以下結(jié)合附圖的描述描述，這些和其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更明顯。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]尤其指出了被認(rèn)為是本發(fā)明的主題，且在說(shuō)明書結(jié)論中的權(quán)利要求里清楚地要求保護(hù)該主題。根據(jù)以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的前述和其它特征以及優(yōu)點(diǎn)會(huì)很明顯，其中:
[0009]圖1是根據(jù)實(shí)施方案的具有釬焊環(huán)的自動(dòng)釬焊系統(tǒng)的剖視圖；[0010]圖2是根據(jù)可選的實(shí)施方案的釬焊環(huán)的剖面圖；
[0011]圖3是根據(jù)進(jìn)一步可選的實(shí)施方案的釬焊環(huán)的剖面圖；和
[0012]圖4是根據(jù)再進(jìn)一步可選的實(shí)施方案的釬焊環(huán)的剖面圖。
[0013]以下參照附圖通過(guò)實(shí)例的方式詳細(xì)說(shuō)明解釋本發(fā)明的實(shí)施方案以及優(yōu)點(diǎn)和特征。
【具體實(shí)施方式】
[0014]參考圖1，提供了自動(dòng)釬焊系統(tǒng)10，其包括第一管狀構(gòu)件20、第二管狀構(gòu)件30和釬焊環(huán)40。第一管狀構(gòu)件20可以是設(shè)置在圓管板翅片(RTPF)換熱器內(nèi)的U型管的端部，并具有管狀部分21和張開部分22。管狀部分21基本上為直徑基本均勻的圓筒。張開部分22從管狀部分21的端部向外張開，且其直徑沿其長(zhǎng)度增大。在一些配置中，張開部分22將被提升至管狀部分21之上。第二管狀構(gòu)件30可以是回彎管的端部部分，RTPF換熱器的相鄰U型管通過(guò)回彎管流體地連通。第二管狀構(gòu)件30可伸縮地裝配到第一管狀構(gòu)件20的張開部分22和管狀部分21中以形成連接部45。
[0015]第一管狀構(gòu)件20還包括位于管狀部分21的第一內(nèi)向表面211和位于張開部分22的第二內(nèi)向表面212。類似地，第二管狀構(gòu)件30還包括外向表面301。如此，利用以上描述的配置，第二管狀構(gòu)件30在第一管狀構(gòu)件20中的伸縮裝配分別限定出第一和第二環(huán)形空間50和60。第一環(huán)形空間50限定在位于第一管狀構(gòu)件20的管狀部分21處的第一內(nèi)向表面211和外向表面301之間。第二環(huán)形空間60限定在位于第一管狀構(gòu)件20的張開部分22處的第二內(nèi)向表面212和外向表面301之間。如上所述，在一些配置中，第二環(huán)形空間60將被提升至第一環(huán)形空間50之上。
[0016]在一些實(shí)施方案中，第一和第二管狀構(gòu)件20和30可由鋁和/或鋁合金形成，如此釬焊過(guò)程應(yīng)在較窄的溫度/時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行以確保高品質(zhì)和高精度的釬焊。
[0017]釬焊環(huán)40可裝配到第二環(huán)形空間60內(nèi)，如此其可懸掛于第一環(huán)形空間50之上。釬焊環(huán)40包括環(huán)材料41和助熔劑材料42，后者容納在環(huán)材料41之內(nèi)。在釬焊過(guò)程中，助熔劑材料42將第一和第二內(nèi)向表面211和212以及外向表面301上的氧化物清除從而促進(jìn)聞品質(zhì)和聞精度針焊過(guò)程的執(zhí)行。
[0018]環(huán)材料41可包括,例如招-鋅-娃(AlZiSi)。根據(jù)示例性實(shí)施方案,環(huán)材料41可包括大約72% ±7% (68-76%)的鋁、大約20% ±7% (16-24%)的鋅和大約(4-12%) 8%±7%的硅，助熔劑材料42的最小重量大約為0.08克，其最大重量大約為0.25克(重量在
0.3克和0.6克之間)，而環(huán)材料41的最小重量大約為0.348克，其最大重量大約為0.6克(重量在0.08克和0.25克之間)。環(huán)材料41與助熔劑材料42的比例可以是大約70-85%至15-30%，或更具體地，大約71-81 %至大約19-29%。鋁-鋅-硅合金的使用保證了助熔劑材料42和環(huán)材料41的熔點(diǎn)相差很大，因此助熔劑材料42將會(huì)傾向于在環(huán)材料41之前熔化。這尤其適合鋁-鋁釬焊，其中釬焊的溫度范圍相對(duì)較窄，且環(huán)材料41和助熔劑材料42各自的熔點(diǎn)處于溫度范圍的兩端。
[0019]助熔劑材料42 —般可難于形成給定的特定形狀，比如環(huán)形環(huán)。此外，一旦助熔劑材料42形成那些形狀，該形狀容易損壞，或在裝運(yùn)、處理和/或釬焊過(guò)程準(zhǔn)備期間失效。環(huán)材料41用于容納處于給定特定形狀的助熔劑材料42，如此可避免損壞和/或失效。例如，在助熔劑材料42將被形成環(huán)形環(huán)的情況下，環(huán)材料41可被形成圍繞該環(huán)的環(huán)形槽。[0020]環(huán)材料41具有至少第一部分411和第二部分412。第二部分412可基本上大于第一部分411。環(huán)材料41形成環(huán)狀，如此助熔劑材料42便容納在環(huán)材料41內(nèi)的環(huán)形空間里，并向外暴露。因此，助熔劑材料42比環(huán)材料41更暴露于熱源，第一部分411比第二部分412更暴露于熱源。結(jié)合助熔劑材料42的熔點(diǎn)低于環(huán)材料41的熔點(diǎn)這一事實(shí)，應(yīng)理解，一旦被加熱，助熔劑材料42會(huì)在任何環(huán)材料41熔化之前熔化。如此，熔化的助熔劑材料42先于任何熔化的環(huán)材料41流入第一環(huán)形空間50。
[0021]熔化的助熔劑材料42通過(guò)毛細(xì)管作用流入第一環(huán)形空間50。因此，熔化的助熔劑材料42的流速保持相對(duì)較慢以促進(jìn)適當(dāng)?shù)那逑春外F焊過(guò)程。在一些實(shí)施方案中，熔化的環(huán)材料41基本上被防止流入第一環(huán)形空間50。
[0022]在一定量的熔化的環(huán)材料41和熔化的助熔劑材料42 —同進(jìn)入或先于其進(jìn)入第一環(huán)形空間50的情況下，其量可限于第一部分411 (其比第二部分412更暴露于熱源)的量。如此，由于第一部分411基本上小于第二部分412 (其被遮擋于熱源且在大部分的釬焊過(guò)程中保持固體狀)，因此與進(jìn)入第一環(huán)形空間50的助熔劑材料42的量相比，流動(dòng)的熔化環(huán)材料41的量可較小。如此,第一和第二內(nèi)向表面211和212以及外向表面301可被助熔劑材料42適當(dāng)且有效地清洗。
[0023]如圖1所示，形成的環(huán)材料41具有J形剖面70，由此助熔劑材料42容納在短腿71和長(zhǎng)腿72之間形成的環(huán)形凹部?jī)?nèi)。這種情況下，短腿71靠近第二內(nèi)向表面212，形成第一部分411，且基本上比長(zhǎng)腿72細(xì)。因此，一旦受熱，短腿71將或者直到至少所有助熔劑材料42均已熔化之后才熔化，或可傾向于部分熔化，如此只少量的熔化環(huán)材料41將流入第一環(huán)形空間50。
[0024]參考圖2-4，提供了釬焊環(huán)40進(jìn)一步可選的實(shí)施方案。在一個(gè)可選的實(shí)施方案中，如圖2所示，環(huán)材料41可形成有I形剖面80，由此助熔劑材料42可容納在I形垂直部分任一側(cè)的環(huán)形袋內(nèi)。這種情況下，部分81靠近第二內(nèi)向表面212，形成第一部分411，且基本上薄于部分82。
[0025]在其它可選的實(shí)施方案，如圖3和4所示，環(huán)材料41可形成有反向C形剖面90，由此助熔劑材料42可容納在處于C形狀中心的環(huán)形袋內(nèi)。這種情況下，端部91靠近第二內(nèi)向表面212,形成第一部分411,且基本上薄于端部92。
[0026]根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的方面，應(yīng)理解，第一和第二管狀構(gòu)件20和30的材料和形狀、釬焊過(guò)程的溫度和定時(shí)、使用的助熔劑材料42的類型和環(huán)材料41的幾何形狀均彼此相關(guān)。因此，關(guān)于這些的一個(gè)或多個(gè)的決策和/或設(shè)計(jì)考慮影響對(duì)其余的至少一個(gè)的決策和/或設(shè)計(jì)考慮。尤其是，可首先決定第一和第二管狀構(gòu)件20和30的材料和形狀?；谠摏Q定，可設(shè)置釬焊過(guò)程的溫度和定時(shí)。此時(shí)，可考慮各種類型的助熔劑材料42，由于不同環(huán)材料41的幾何形狀所提供的一些助熔劑材料42的類型可要求或多或少的結(jié)構(gòu)牽制，因此也可考慮各種幾何形狀的環(huán)材料41。
[0027]盡管僅結(jié)合有限數(shù)量的實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是應(yīng)很容易理解，本發(fā)明并不局限于這種公開的實(shí)施方案。而是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改，以引入此前本文未描述的任意數(shù)量的變化、改變、替代或等同布置。此外，已描述了本發(fā)明的各種實(shí)施方案，但是應(yīng)理解本發(fā)明的方面可僅包括某些描述的實(shí)施方案。因此，本發(fā)明不應(yīng)被認(rèn)為僅限于前面的描述，而只受所附權(quán)利要求的范圍限制。
【權(quán)利要求】
1.一種釬焊環(huán)，包括: 環(huán)材料，其包括具有第一熔點(diǎn)的鋁-鋅-硅合金；和 助熔劑材料，其容納在環(huán)材料內(nèi)且具有低于所述第一熔點(diǎn)的第二熔點(diǎn)， 所述環(huán)材料被如此形成以至所述助熔劑材料暴露于熱源，如此一旦受熱，助熔劑材料會(huì)在所述環(huán)材料之前熔化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釬焊環(huán)，其中所述熔化的助熔劑材料在熔化的環(huán)材料之前流動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釬焊環(huán)，其中所述環(huán)材料包含68-76%的鋁、16-24%的鋅和4-12%的硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釬焊環(huán)，其中所述環(huán)材料的重量在0.3克和0.6克之間，所述助熔劑材料的重量在0.08克和0.25克之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釬焊環(huán)，其中環(huán)材料與助熔劑材料的比例為70-85%至15-30%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釬焊環(huán)，其中所述環(huán)材料形成為具有J形剖面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釬焊環(huán)，其中所述環(huán)材料形成為具有I形剖面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釬焊環(huán)，其中所述環(huán)材料形成為具有反向C形剖面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釬焊環(huán)，其中所述環(huán)材料包括第一和第二部分，所述第一部分距流動(dòng)目標(biāo)比第二部分近，且所述第一和第二部分分別具有第一和第二厚度，所述第二厚度厚于所述第一厚度。
10.一種自動(dòng)釬焊系統(tǒng)，包括: 第一和第二管狀構(gòu)件，其可伸縮地裝配以限定第一和第二環(huán)形空間；和 釬焊環(huán)，其可裝配到所述第二環(huán)形空間中且包括環(huán)材料，所述環(huán)材料包括具有第一熔點(diǎn)的鋁-鋅-硅合金和容納在所述環(huán)材料內(nèi)且具有低于所述第一熔點(diǎn)的第二熔點(diǎn)的助熔劑材料， 所述環(huán)材料被如此形成以至所述助熔劑材料暴露于熱源，如此一旦受熱，助熔劑材料會(huì)在所述環(huán)材料之前熔化。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自動(dòng)釬焊系統(tǒng)，其中所述第一和第二管狀構(gòu)件各包含鋁。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自動(dòng)釬焊系統(tǒng)，其中所述熔化的助熔劑材料在熔化的環(huán)材料之前流入所述第一環(huán)形空間。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自動(dòng)釬焊系統(tǒng)，其中所述環(huán)材料形成為具有J形剖面。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自動(dòng)釬焊系統(tǒng)，其中所述環(huán)材料形成為具有I形剖面。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自動(dòng)釬焊系統(tǒng)，其中所述環(huán)材料形成為具有反向C形剖面。
16.—種自動(dòng)釬焊系統(tǒng),包括: 第一鋁管狀構(gòu)件，其具有管狀部分和位于其端部的張開部分； 第二鋁管狀構(gòu)件，其可伸縮地裝配到所述張開部分和管狀部分中以限定第一和第二環(huán)形空間；和 釬焊環(huán)，其可裝配到所述第二環(huán)形空間中且包括環(huán)材料，所述環(huán)材料包括具有第一熔點(diǎn)的鋁-鋅-硅合金和容納在所述環(huán)材料內(nèi)且具有低于所述第一熔點(diǎn)的第二熔點(diǎn)的助熔劑材料，所述環(huán)材料被如此形成以至所述助熔劑材料暴露于熱源，如此一旦受熱，助熔劑材料會(huì)在所述環(huán)材料之前熔化。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的自動(dòng)釬焊系統(tǒng)，其中所述熔化的助熔劑材料在熔化的環(huán)材料之前流入所述第一環(huán)形空間。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的自動(dòng)釬焊系統(tǒng)，其中所述環(huán)材料形成為具有J形剖面。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的自動(dòng)釬焊系統(tǒng)，其中所述環(huán)材料形成為具有I形剖面。
20.根據(jù)權(quán)利要求16 所述的自動(dòng)釬焊系統(tǒng)，其中所述環(huán)材料形成為具有反向C形剖面。
【文檔編號(hào)】B23K35/28GK103459085SQ201280007954
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年2月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月7日
【發(fā)明者】J.L.瓊斯, L.F.阿維拉, L.D.霍夫曼, J.M.托馬斯, E.康克勒, T.安德雷徹克 申請(qǐng)人:開利公司