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鋁釬焊爐的工作原理解析 所屬分類：行業新聞 訪問統計：51 鋁釬焊爐，特別是現代常用的氮氣保護氣氛連續式鋁釬焊爐，其核心原理可以概括為：在嚴格控制的保護氣氛和精密溫度曲線下，使用釬料（釬劑）通過毛細作用填充工件縫隙，從而實現金屬間的牢固連接，而母材并不熔化。  下面釬焊爐廠家長興恒達爐業有限公司將其分解為幾個關鍵部分進行詳細解析：
一、 鋁釬焊的核心挑戰與解決方案
為什么要用這么復雜的爐子？首先要理解鋁的兩種特性帶來的挑戰：
1. 頑固的氧化膜：鋁表面會迅速形成一層致密且非常穩定的三氧化二鋁（Al₂O₃）薄膜，它的熔點（約2050℃）遠高于鋁本身（660℃）。這層膜會阻止釬料潤濕鋁基體。
2. 狹窄的溫度窗口：鋁的熔點較低，而鋁釬料的熔點通常只比母材低幾十度。因此，釬焊過程必須在非常狹窄的溫度區間內進行，要求爐溫均勻且控制精度極高。
解決方案就是：
· 使用釬劑（Flux）：在釬焊前，會在工件上添加釬劑（通常是以KAlF₄和H₂O為主的白色粉末，俗稱Nocolok釬劑）。這種釬劑在釬焊溫度下會熔化，能有效溶解和破除那層頑固的氧化鋁膜，為液態釬料潤濕鋁母材創造條件。
· 創造保護氣氛：向爐內充入惰性氣體（通常是氮氣，N₂），排出空氣（特別是氧氣）。這可以防止鋁在加熱過程中進一步氧化，同時為釬劑的有效工作提供最佳環境。
 二、 鋁釬焊爐的主要工作階段（以連續式爐為例）
一臺標準的連續式鋁釬焊爐通常由多個功能不同的爐段組成，工件隨著傳送帶依次通過這些區域。
1. 預熱階段（Pre-heat Zone）
· 目的：緩慢、均勻地升高工件溫度。
· 過程：
· 去除工件表面和釬劑中的水分，防止水分突然蒸發造成釬劑飛濺。
· 使釬劑中的粘結劑（如果釬劑是以漿料形式涂覆）固化，避免釬劑在進入高溫區前脫落。
· 減少工件進入釬焊區時的溫度沖擊，確保爐溫穩定和工件受熱均勻。
· 溫度：通常控制在200~450℃之間。
2. 釬焊階段（Brazing Zone）
· 目的：完成釬焊過程的核心區域。
· 過程：
· 工件被加熱到釬焊溫度（對于鋁，通常在580~620℃之間）。
· 釬劑熔化：釬劑首先熔化，開始化學活化，破除鋁表面的氧化膜。
· 釬料熔化：釬料（通常是鋁硅合金，如AlSi7、AlSi12）達到共晶溫度后熔化。
· 毛細作用與潤濕：熔化的釬料在毛細作用下被吸入并填充到兩個緊密配合的工件縫隙中。此時，被釬劑清理干凈的鋁基體暴露出來，液態釬料得以很好地潤濕母材表面，并發生輕微的相互擴散。
· 控制關鍵：此區域的溫度均勻性是重中之重，爐內各點溫差必須控制在±3℃甚至更小，以確保所有工件同時達到最佳釬焊溫度。
3. 冷卻階段（Cooling Zone）
· 目的：使工件凝固并降溫。
· 過程：
· 工件離開釬焊區后，進入可控的冷卻區。
· 先緩慢冷卻，使釬縫金屬充分結晶，形成牢固的冶金結合，避免產生熱應力裂紋。
· 后快速冷卻，提高生產效率，并使釬焊件表面形成的氧化膜盡可能薄（因為在氮氣保護下，冷卻過程仍在進行，氧化很輕微）。
· 保護氣氛延續：冷卻區同樣充滿氮氣，防止高溫的工作在冷卻過程中被氧化。
4. 出爐（Exit）
· 工件冷卻至足夠低的溫度（通常低于80℃）后出爐，完成整個釬焊過程。
 三、 保護氣氛系統
· 氣體：通常使用高純度氮氣（N₂），純度要求99.995%以上，露點要求-40℃以下（意味著氣體非常干燥）。
· 作用：
1. 防止氧化：隔絕氧氣，是釬劑能有效工作的前提。
2. 減少釬劑消耗：在無氧環境下，釬劑只需破除工件原有的氧化膜，而無需持續對抗新的氧化，因此用量更少，釬后殘留物也更少。
3. 提高釬縫質量：獲得光亮、清潔的釬焊表面。
四、 釬料（Brazing Filler Metal）的形式
· 包覆板（Clad Sheet）：最常見的形式。將釬料預先通過軋制工藝包覆在鋁板表面。在釬焊過程中，包覆層的釬料會熔化并填充縫隙。非常適合于釬焊熱交換器的 fins（翅片）和 tubes（扁管）。
· 環、絲、片（Rings, Wires, Shims）：用于特定結構的手工放置。
· 膏狀（Paste）：將釬料粉末、釬劑和粘結劑混合而成，可用于涂抹在特定位置。
 釬焊爐廠家總結
鋁釬焊爐的工作原理是一個集精密溫控、氣氛保護和化學反應于一體的系統工程：
1. 氮氣氣氛 排出氧氣，為過程提供保護環境。
2. 精確的溫度曲線 （預熱-釬焊-冷卻）確保釬劑和釬料在正確的時間熔化、流動和凝固。
3. 釬劑 在高溫下破除氧化膜，為釬料潤濕母材鋪平道路。
4. 釬料 通過毛細作用填充縫隙，冷卻后形成牢固的冶金結合。
最終目的是在不熔化母材的前提下，實現鋁制部件（如汽車散熱器、空調冷凝器、蒸發器）的高強度、高密封性、高效率的連接。
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