專利名稱：換熱器的歧管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁制品，它通過釬焊或軟焊與另一個鋁制品焊接在一起。
可在WO-A-98/51983了解這種產(chǎn)品，而且在以下的描述中將要結(jié)合該專利申請中公開的所有技術(shù)內(nèi)容。
將鋁件結(jié)合起來的常規(guī)作法是在其間放置鋁質(zhì)釬和連接表面合金或放在將要連接的組件的表面的鄰近，然后以適當(dāng)?shù)姆绞郊訜崴鲡F焊合金到達(dá)一定溫度(焊接溫度)，在該溫度下釬焊合金熔化而工件保持不熔化。充分冷卻后釬焊合金形成網(wǎng)眼花邊或接頭將組件的連接表面結(jié)合在一起。為確保加熱階段只有釬焊合金熔化，通常釬焊合金的熔點(diǎn)最好低于金屬的熔點(diǎn)至少30至40攝氏度。例如，典型的鋁釬焊合金是鋁—硅共晶體，它在577攝氏度開始熔化。
使用有鍍層的復(fù)合鋁釬焊金屬片來連接鋁合金組件是已知的。釬焊金屬片用于制造換熱器組件，例如管、翅片、端蓋、箱體、分流器等。但是，它有一個重要局限即僅使用卷板難于制造出復(fù)雜的形狀。對于例如歧管、微管等復(fù)雜形狀，擠壓工藝將提供一種更多的成本效率和更好質(zhì)量的解決方法。使用擠壓形狀的一個缺點(diǎn)在于，給擠壓件覆蓋釬焊合金層已經(jīng)成為一難題。
CD工藝是一種成熟的用于制造具有釬焊金屬層的擠壓形狀的方法。在此工藝中，擠壓件覆蓋有ALSI顆粒，顆粒覆蓋有Nocolok助焊劑，鍍層的粘附是通過使用一種粘附劑(聚合物)完成的。ALSI顆粒的添加為釬焊工藝的釬焊接頭提供了填充金屬。
在該“釬焊工藝”中，擠壓件被覆蓋一層Nocolok和ALSI合金顆粒的混合物。該涂層的粘附由粘附劑(聚合物)完成。釬焊過程中ALSI顆粒熔化而且流動。
硅熔化工藝是一種給工件覆蓋一層Nocolok和細(xì)微硅顆粒的混合物的方法。涂層的粘附通過使用一種粘附劑(聚合物)來完成。釬焊時，硅滲入工件表面形成共晶ALSI合金，于是為釬焊接頭就地產(chǎn)生了填充金屬。
以上工藝的一個缺點(diǎn)即使用了粘附劑。粘附劑將毒害爐內(nèi)氣氛并且也將帶來環(huán)境問題。為克服以上問題，要求對工業(yè)爐作費(fèi)用昂貴的修改。對硅熔化工藝來說硅的腐蝕因?yàn)楣栉⒘５某霈F(xiàn)將變得更加明顯。
電弧噴射涂層是另一種在擠壓件外涂上ALAI合金的方法。在此工藝中，產(chǎn)生大量的氧化物，因此在釬焊/軟焊操作中是不理想的。
通過以上努力，制造有預(yù)放置填充金屬的擠壓制品在工業(yè)上仍有問題需要解決。
因此本發(fā)明的目的在于提供一種克服了以上提到的問題的鋁制品。
本發(fā)明目的是這樣完成的，在位置第一鋁制品的外表面上將要和第二鋁制品連接的提供至少一個凹槽，并在其中鎖定一定量的釬焊材料。
通過這種“機(jī)械”的集合方式，可以使一件鋁制品和一定量的釬焊材料整合在一起而無須再使用特定的成分使釬焊材料粘合到所述的鋁制品上。這就更可能使用更經(jīng)濟(jì)的釬焊材料，釬焊材料固定在凹坑中，使該鋁制品可以進(jìn)行常規(guī)方式的加工，這樣在加工或制造操作時，如船運(yùn)、機(jī)械加工、造型、沖壓、剪切、沖洗或去油釬焊材料仍處于原位置。
在本發(fā)明中的最好實(shí)施例中，每個凹坑都有凹槽的形狀，并且釬焊材料是金屬絲的形狀。
由此可以使用經(jīng)濟(jì)適用的焊劑芯金屬線，這樣不需要對鋁制品的額外熔化。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征將從下面的描述中更加清楚，參考以下附圖，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明一種鋁制品的歧管的橫截面圖，圖2是根據(jù)本發(fā)明的一種鋁制品的歧管的橫截面，它表示出凹槽的不同形狀，圖3A-3C是根據(jù)本發(fā)明中歧管的一個變形實(shí)施例的橫截面圖，圖4A-4C是根據(jù)本發(fā)明中歧管的另一個變形實(shí)施例的橫截面圖，圖5是本發(fā)明中歧管的第三個變形實(shí)施例的橫截面圖。
圖1中以舉例的形式表示出了歧管1，但本發(fā)明不僅限于此種產(chǎn)品，本發(fā)明可以應(yīng)用于成型后必需釬焊的任何鋁制品。
歧管1由鋁管組成，具有容納換熱管端部的孔(未示出)。如圖1中進(jìn)一步表示的歧管包括大量的平行管3，有公共的管壁部分6，形成平板的形狀有兩個較大的歧管壁4、5。在管壁有大量的凹槽8，4平行于管3的流道，凹槽位于歧管的每一中間管壁部分6的上方。在實(shí)施例中表示出這些凹槽有大半圓的橫截面。圖1所示的歧管可由擠壓工藝的設(shè)備方便制造。
圖1中的左端部分表示出，釬焊絲可以嵌入凹槽8，以成型鎖定方式裝配到凹槽。在以后制造換熱器時，歧管1須和換熱管的端部連接，焊絲9可被熔化或作為焊料。
在圖2中的右端部分，表示出一種不同類型的凹槽8B，它的橫截面形狀為梯形?？梢詫⒁粓A形的焊絲壓入該的凹槽，但是也可以壓入其它截面形狀的焊絲如方形、三角形、橢圓形。
凹槽8、8B可以這樣設(shè)計(jì)，釬焊絲可以放置在凹槽的頂部然后施加壓力將其被機(jī)械地嵌入到凹槽內(nèi)并鎖定在里面。這可以在歧管擠壓后立即進(jìn)行也可以隨后的歧管制造過程中或換熱器生產(chǎn)前進(jìn)行。
準(zhǔn)備這樣一個歧管的工藝有以下幾步—將擠壓后的工件切割成設(shè)定長度的段；—在工件中加工孔，例如可以通過沖壓、磨、鋸等；—嵌入分流板到工件段中；—沖洗工件的油；—嵌入焊絲；—嵌入換熱器管端到工件段的孔中，—焊接管端與歧管或工件段。
在該釬焊/軟焊的工藝中，焊絲熔化并通過毛細(xì)作用或如果出現(xiàn)的熔化，則熔化的焊絲將被引入到歧管/換熱管的交界處。冷卻時液體金屬凝固，在歧管和換熱管間或在其他固定到歧管上的部件與歧管之間產(chǎn)生一個牢固的連接，其他部件以接觸或靠近焊絲的方式與歧管固定。
形狀如換熱器的歧管通常由擠壓或由電鍍合成的釬焊板制成，通常多種鋁合金可以用來制作歧管，例如AA1000或AA3000，特別是AA1100、AA1197、AA3003和AA3102。作為焊接歧管和換熱管或其他部件的填充金屬通常有AA4000系列鋁合金，更具體地有AA4343、AA4045、AA4047、AA4343＋1％Zinc和AA4045＋1％Zinc。AA是鋁協(xié)會指定的通用合金符號。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的教導(dǎo)不限于下面描述的實(shí)施例中使用的幾種特定的鋁合金，通?？梢哉J(rèn)為包括廣泛的鋁基合金。
凹槽的形狀是很重要的，必須如以下的途徑設(shè)計(jì)a填充的焊絲是被“鎖定”其中的，b需保護(hù)填充的焊絲，在生產(chǎn)加工時不會被拉出或由其他的方式損壞c凹槽的截面區(qū)域應(yīng)足夠大，為使釬焊或軟焊成功應(yīng)可以盛足夠多的填充金屬。
圖3A-3C是依據(jù)本發(fā)明的另一歧管的實(shí)施例。如在圖3A中表示的，歧管10有梯形形狀的凹槽11，當(dāng)壓力施加于被置于凹槽內(nèi)的填充金屬絲12時(圖3B)，焊絲12被擠入凹槽并被機(jī)械地鎖定其中。如果需要的話，焊絲12通過使歧管10經(jīng)過一套壓輥構(gòu)成的捏鉗被壓入凹槽，于是將獲得如圖3C所示的最終形狀。
圖4A-4C的實(shí)施例不同于圖3A-3C中所表示的，不同之處在于歧管15有一個具有頂端的橫截面尺寸較大的凹槽16，該尺寸大于放入凹槽中的填充金屬線17的直徑(圖4B)。在這種情況下金屬線17在經(jīng)過一套壓輥構(gòu)成的捏鉗時可以很容易的放入歧管15的凹槽16中，從而得到圖4C所示的產(chǎn)品。
圖5中所示的歧管20關(guān)于前面圖中的歧管作了修改，這里一個圓管作歧管，它有兩處延伸21和26，其上兩個溝槽23、24，它們位于歧管的開口25的端部以接收換熱管。
在各種情況下擠壓管都有這樣放置的溝槽23、24，以使釬焊復(fù)合劑或填充金屬絲27更容易和該管聯(lián)接，即最后組裝到開口或縫隙25。當(dāng)釬焊復(fù)合劑達(dá)到熔點(diǎn)，熔融的液體金屬由于毛細(xì)作用更容易被引入到連接處。當(dāng)管直徑相當(dāng)小，如10-40mm，CURRATURE的半徑是這樣的把熔融金屬移動到連接處的主要動力是毛細(xì)作用。換熱器在釬焊爐中的典型定位方式是把歧管的長軸放在水平方向。連接處可從頂部和底部溝槽引來熔化的金屬。
當(dāng)直徑變大時重力的作用將更加重要。這時歧管的設(shè)計(jì)可以這樣修改，開口或縫隙15放在最小CURRATUR的表面以防止填充金屬在熔融時從溝槽中流出。
本發(fā)明還提供了一種精確控制填充金屬數(shù)量的方法。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道填充金屬太少將導(dǎo)致很小或不防漏的焊縫。太多的填充金屬將導(dǎo)致管的腐蝕嚴(yán)重的也將因?yàn)槁┒炊K結(jié)。成功的釬焊或軟焊所要求的填充金屬的數(shù)量取決于需要填充的實(shí)際孔隙或間隔。在換熱器中的歧管和換熱管連接的情況，這種孔隙的體積不同于換熱管的外部尺寸、歧管開口(換熱管由此插入)的內(nèi)部尺寸和歧管管壁的厚度。當(dāng)每個歧管上換熱管和歧管連接的總數(shù)已知，所需要的填充金屬的總量可以計(jì)算得出?；谶@個計(jì)算結(jié)果所需的填充金屬可以容易地注入凹槽。
權(quán)利要求
1.一種通過釬焊或軟焊與另一鋁制品焊接在一起的鋁制品，其特征在于第一鋁制品的外表面部分設(shè)有至少有一個凹坑，其中鎖定一定量的釬焊材料，該第一鋁制品將與第二鋁制品連接。
2.如權(quán)利要求1所述的鋁制品，特征在于每個凹坑都具有凹槽的形狀，并且該一定量的釬焊材料都是金屬絲的形狀。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的鋁制品，特征在于該定量釬焊材料通過力的傳遞和/或成形鎖定方式固定到凹坑中的。
4.如權(quán)利要求2或3所述的鋁制品，特征在于該凹槽具有大于半圓的圓形橫截面。
5.如權(quán)利要求2或3所述的鋁制品，特征在于凹槽具有頂尺寸較小的梯形橫截面。
6.如權(quán)利要求4或5所述的鋁制品，特征在于嵌入釬焊材料后凹槽被變形以鎖定釬焊絲。
7.如以上任一權(quán)利要求所述的鋁制品，特征在于該鋁制品由擠壓制成并且有凹平行于擠壓方向延伸的槽。
8.如以上任一權(quán)利要求所述的鋁制品，特征在于該鋁制品是用于換熱器的歧管。
9.一種制造如權(quán)利要求1-8中任一權(quán)利要求所述的鋁制品的方法，它包括擠壓鋁制品，該鋁制品上有至少一個沿?cái)D壓方向延展的凹槽，特征在于延展后立刻將一個釬焊絲嵌入該凹槽中。
全文摘要
一種通過釬焊或軟焊與換熱管焊接在一起的換熱器的歧管(1),其中,歧管(1)的和換熱管連接的外表面部分至少有一個凹坑(8,8B),凹坑中鎖定一定量的釬焊材料(9)。
文檔編號B23K1/19GK1334912SQ99815891
公開日2002年2月6日 申請日期1999年11月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月29日
發(fā)明者M·賽拉斯克, L·A·?？诉_(dá), A·巴爾丹托尼 申請人:挪威海德羅公開有限公司