柱状分配器与毛细管高频感应钎焊工艺的应用

江进

摘 要：本文介绍了高频感应钎焊原理，柱状分配器与毛细管钎焊，相比较于传统的手工钎焊工艺，应用高频感应钎焊工艺在产品品质和生产效率上取得明显改善。

关键词：分配器；高频感应钎焊；工艺；应用

前言：商用空调产品大部分为一拖多大功率设备，在换热器输入输出管组件设计上，一般选取分配器进行分流，为均衡冷媒流路与降低室内机噪音，近年来越来越多的柱状分配器代替原来的伞状分配器。柱状分配器在钎焊工艺上存在2个问题：1）毛细管内径很小往往只有1-3mm，因此工件加热的温度，被加热的位置以及添加钎料的时刻、多少都对焊接质量有很大的影响；2）柱状分配器有多个焊点，焊点间距离小一般为2mm左右，相邻焊点之间加热会相互相应，导致焊接缺陷。[1]

本文介绍采取高频感应钎焊工艺方法，应用于柱状分配器与毛细管钎焊，改善焊接质量，提高制造效率，降低制造成本。

一、手工钎焊工艺存在的问题

（1）柱状分配器为黄铜材质，加热后变色不明显，人工较难通过外观判断母材受热温度而填料，对操作者技能要求高而依赖性强，造成企业人工成本高。（2）手工钎焊使用的天然气、氧气、氮气、压缩空气等能源气体消耗大，不利于企业节能环保。（3）焊接质量不稳定，焊堵、焊漏、过烧、焊瘤等不合格缺陷较多，人为因素不可控。

二、高频感应钎焊工艺原理

高频加热已经广泛应用于金属的热处理、熔炼、焊接等方面。感应焊是利用交变磁场-电场感应场中工件上的涡流效应加热工件，使工件熔化，从而实现焊接的一种方法。焊接设备由交流电源和感应加热圈组成。高频感应钎焊具有特点：加热速度快，易于实现局部加热，可实现热量的集中，温度易控制，操作简便，设备成本低，易于实现自动化，对使用现场环境影响小。但是高频感应钎焊对于设备感应圈一致性和焊接工装定位精度要求较高，在商用空调行业应用并不广泛，以往仅仅应用于管接头、铜管封片等简易的单点焊接。

三、工艺流程

（1）启动设备，打开氮气系统、风冷系统、水冷系统，选取已调试好的产品参数。（2）选取合适感应圈，安装感应圈，调节绝缘垫底座定位工装高度，并让定位中心对准感应圈中心。（3）将柱状分配器倒置于工装盒，沾取少许FZ-986免清洗助焊剂。（4）将分配器套入定位工装，放入焊环，将毛细管插入焊环及分配器孔内。（5）将插入毛细管的分配器放入绝缘垫焊接工装内，启动设备工作开关。（6）设备加热、焊接、保温、喷水冷却后取下工件，一般单件工时约20s。（7）作业完成，关闭设备电源，做好设备TPM。

四、改善效果

（1）外观质量对比。手工钎焊填料方式为：先加热左右两侧，然后转动分配器，再加热前后两侧，由于二次加热与填料，使得焊料在外观流动不均，极易产生焊瘤；而高频感应钎焊使用焊环，所有焊点同步加热，受热均匀，外观质量好。见图1和图2.

改善前后对比

（2）焊料渗透。手工钎焊渗透不均匀，渗透深度一般在4mm左右，高频感应钎焊使用焊环，整体加热后能够快速熔化并填充焊缝，能均匀渗透6mm以上。（3）耐压性测试。分别向密闭组件内充入压缩空气和水，经测试，极限耐压超过15MPa未泄漏。

五、存在的问题

（1）适应性不够宽广，目前仅应用在柱状分配器上，仍待进一步扩大应用范围。（2）对设备稳定性和来料质量要求高，可调节性没有手工钎焊灵活。（3）产品换型时需要更换感应圈，容易变形或损坏，造成焊接异常。（4）液体助焊剂有一定腐蚀性，操作时注意做好劳保措施。

总结：（1）这种高频感应钎焊工艺能根本上降低钎焊难度和劳动强度，杜绝企业对操作者的依赖性。（2）这种高频感应钎焊工艺能提升钎焊一次合格率，改善产品外观质量及焊料渗透深度，提升产品可靠性，提升制造工艺水平。（3）这种高频感应钎焊工艺能极大提升生产效率，节能降耗，降低企业制造成本25.8万元/年。展望未来，这种高频感应钎焊工艺将会越来越多应用于伞状或其它异形分配器与毛细管焊接，实现全自动化高频感应钎焊，加快工业自动化进程。

参考文献：

[1] 马波，关于采用高频感应钎焊技术焊接分流器与毛细管的应用探讨，工程技术，2013.6