燃气热水器中不锈钢钎焊工艺分析

王 标，刘国虎

(芜湖美的厨卫电器制造有限公司，安徽 芜湖 241060)

1 项目背景

如今，不锈钢材料相对于无氧铜而言，因其绿色环保、寿命长、耐腐蚀、成本低等优势[1-2]，逐渐被广泛地应用到家电热水器行业，但是因为不锈钢材料本身的属性限制，对焊接的要求较高，因此国内同行业对于不锈钢钎焊的技术一直处于不断探索中[3-6]。

根据市场的需求，某公司进行了详细的调研，不锈钢类的产品钎焊是未来的发展趋势，经过相关部门的共同评估，最终决策在该公司内投入一条不锈钢类产品的钎焊生产线，并引入专业技术人才，共同推进项目的完成。

本论文主要针对燃气热水器中不锈钢管钎焊工艺进行具体介绍和分析，为同行业提供理论技术参考。

2 不锈钢钎焊的原理和特点

1)钎焊原理

钎焊的原理是使用适合母材的钎料，在高温状态下，钎料达到熔点后，靠自身的毛细作用，填充母材焊缝，经过剧冷剧热的环境温度，最后进行凝固的过程。钎焊的过程是钎料熔化，而母材不熔化，焊缝的范围在0～0.05 mm是最佳的焊接要求，钎料的润湿性会影响到焊接的合格率和焊接质量。

2)钎焊特点

不锈钢材料的焊接有很多种，一般包括电阻焊、氩弧焊、二氧化碳保护焊、激光焊、电子束焊等，与其他焊接方式相比，不锈钢钎焊的特点有以下三点：

(1)可以同时焊接多条焊缝，生产效率高；

(2)对零件的母材厚度没有严格的要求；

(3)由于是母材不熔化，钎焊后产品的强度低，且钎料的价格高；

钎焊主要影响因素有以下三点：

(1)零件表面的光洁度；

(2)零件装配的配合尺寸；

(3)钎焊温度，就是钎料熔化的状态。

3 不锈钢钎焊工艺流程

针对目前工厂内不锈钢钎焊生产过程的工艺难点和痛点进行分析，可以提供有力的理论指导和技术支撑。

1)钎焊准备

在零件装配开始前，要求使用特定的超声波设备对零件加工的表面油污及脏污进行清洗，并且需要加入指定清洗不锈钢零件的药剂，经过几道工序后进行烘干处理，确保装配前不锈钢零件的表面光洁度，这是实现不锈钢钎焊的前提条件。

完成零件的清洗后开始装配，按照图纸的尺寸要求，通过使用特定的夹具和非标设备进行定位，使多个零件组装在一起，然后进行钎料的填充，钎料的填充必须均匀，经过反复的验证，目前最适合不锈钢钎焊使用的钎料为镍基钎料，确保钎料全部涂覆到焊缝的位置，如图1所示，焊缝间隙要控制在0～0.05 mm，整个装配过程需要佩戴无尘防护手套进行操作，确保焊缝处的清洁度。

2)开始钎焊

在产品完成装配后，使用定制的气氛保护炉或真空钎焊炉，待炉膛温度升到设定焊接温度后，将产品放入到炉膛内，使钎料熔化，最后经过冷却段凝固住焊缝，完成不锈钢产品的钎焊。

4 钎焊后检验及缺陷对比分析

1)焊后检验

焊接完成后，检验分为两部分：气密检测和耐压检测，使用CCD成像技术对焊接的产品进行气密性检测，压缩空气压力大小值为1.5 MPa。

然后进行耐压测试，测试结果为

PA5.7=1.12×1.33=1.49 MPa

PWCP=0.93×1.50=1.40 MPa

经过10 min的保压时间后，若焊缝处无泄漏，则说明焊接合格。

2)缺陷分析及修复

对不同焊接参数条件下钎焊完成的产品进行对比分析，使用线切割设备对焊缝进行切割解剖，并在高倍显微镜下观看钎料的填充状态，如图2所示，图2(a)为合格状态(钎料填满焊缝)，图2(b)为渗漏不合格状态。经过对比分析，不合格的原因是钎料未能填满焊缝，钎料的流淌性未达到最佳的熔融状态，需要重新调整焊接参数，再进行解剖分析，钎料填充如图2(a)所示，则为最佳的合格状态。

5 结 语

不锈钢钎焊是行业内难度较高的焊接种类，本论文通过对不锈钢管和板材钎焊的生产工艺流程进行介绍，了解生产过程中需要重点管控的关键点，有利于为同类工程中攻克不锈钢类产品钎焊作业提供技术参考。