Val av aluminiumlödningsflöde: frätande vs icke-frätande för pålitliga fogar

Ett parti nylödda aluminiumkärnor satt i ett lager i två veckor innan vitt pulver dök upp runt fogarna. Under förstoring visade området nära filéerna gropbildning. Lödlegeringen var korrekt och ugnsprofilen stämde med specifikationen, men delarna misslyckades ändå. Orsaken var flödet. Produktionsteamet hade valt ett aggressivt kloridbaserat flussmedel för bättre vätning och hoppade över varmvattensköljningen eftersom kärnorna hade stängda kanaler som gjorde rengöringen opålitlig. Det beslutet förvandlade en framgångsrik hårdlödning till ett korrosionsfel som väntade på att hända.

Den första frågan att besvara när man väljer aluminiumlödningsmedel är inte pris eller märke. Det är huruvida flussresterna kan tolereras inuti den färdiga delen. Frätande och icke-korrosiva flussmedel beter sig mycket olika efter hårdlödningscykeln, och den skillnaden avgör om delar behöver en rengöringslinje efter hårdlödning, om rester kan lämnas på plats och hur länge fogen kommer att överleva i drift. Den här artikeln förklarar dessa skillnader och ger praktiska kriterier för att välja och kvalificera flöde för produktion.

Frätande vs icke-frätande flöde: vad som faktiskt förändras

Korrosiva och icke-korrosiva flussmedel representerar två olika produktionsfilosofier. Man antar att resterna kommer att tas bort. Den andra antar att resterna stannar.

Innan hårdlödning kan ske måste flussmedlet bryta igenom aluminiumoxidskiktet på basmetallen. Aluminiumoxid är stabil och svår att smälta, och den bildas nästan omedelbart på en ren aluminiumyta. Ingen tillsatsmetall kan väta basmetallen förrän den oxidfilmen har tagits bort eller avbrutits. Flux gör detta genom att kemiskt angripa oxiden vid hårdlödningstemperatur, vilket låter det smälta fyllmedlet flyta och bilda en filé.

Frätande flussmedel är vanligtvis baserade på kloridsalter. De är aggressiva på att lösa upp aluminiumoxid och kan arbeta i ett bredare spektrum av ugnsförhållanden. Men deras rester absorberar fukt från luften, bildar ledande elektrolyter och attackerar aluminiumbasmetallen med tiden. Det betyder att varje hårdlödd del måste tvättas noggrant efter hårdlödning, vanligtvis i hett vatten med omrörning, ibland med kemiska tillsatser. Om rester finns kvar i en springa, en sluten kanal eller ett smalt fengap, kommer korrosion att börja där.

Icke-korrosiva flussmedel är baserade på kaliumfluoroaluminatföreningar. Deras rester är olösliga i vatten, absorberar inte fukt och är i allmänhet kompatibla med aluminium vid användning. De är mindre aggressiva än kloridflussmedel, så de kräver en renare yta och en mer kontrollerad ugnsatmosfär. Men när hårdlödningscykeln är klar kan resterna stanna på plats utan omedelbar korrosionsrisk.

Följande tabell sammanfattar de praktiska skillnaderna.

Varför flödesval är avgörande för värmeväxlare i aluminium

För värmeväxlare med plattfena av aluminium är icke-korrosivt flussmedel standardvalet eftersom delens geometri gör att rester nästan omöjliggörs.

En plattfensvärmeväxlarkärna består av alternerande plana plattor och korrugerade flänsar, med små hydrauliska diametrar och smala flödespassager. När kärnan är hårdlödd, tätas dessa passager på flera sidor. En kloridflussrester som är instängd i ett flänsgap kan inte tvättas ut på ett tillförlitligt sätt. Med tiden kondenserar fukten inuti kylslingan på återstoden, bildar en elektrolyt och initierar gropbildning. Korrosionsprodukter flagnar sedan av, täpper till flödesbanan och förorenar den vätska som kyls.

Detta är anledningen till att den mesta produktionen av lödda aluminiumvärmeväxlare idag använder den icke-korrosiva fluoridfluxprocessen. Flussmedlet appliceras som en vattenbaserad uppslamning på fenmälden eller som en torr beläggning, och kärnan sätts sedan ihop och hårdlöds i en kväveatmosfär vid cirka 590 till 615 grader Celsius, med återstoden kvar på plats. Den behöver inte tas bort eftersom den inte driver på korrosion. För applikationer som kräver ytterligare skydd, a korrosionsbeständig plåtflänsradiator i aluminium kombinerar denna process med materialval och ytbehandling utformad för förlängd livslängd.

Grossistleverantörer av korrosionsbeständiga aluminiumplattfenade radiatorer, företag - Wuxi Jinlianshun - Kina grossist leverantörer och företag för korrosionsbeständiga aluminiumplattor för radiatorer, anpassad korrosionsbeständighet Al... Visa produkt →

Om du utvärderar delspecifikationer för kylutrustning är kopplingen mellan flödesval och långvarig korrosionsbeständighet direkt. En del lödd med frätande flussmedel och ofullständig rengöring kan se perfekt ut vid leverans och misslyckas sex månader senare. För en mer detaljerad titt på material- och processval för korrosiva miljöer, vår praktisk korrosionsbeständighet plåtflänsradiator valguide går igenom nyckelparametrarna.

Fluxvalskriterier utöver frätande egenskaper

När väl det korrosiva/icke-korrosiva beslutet är fattat blir valet av flussmedel en teknisk uppgift att matcha flussfönstret till basmetallen, tillsatsmetallen och ugnsatmosfären.

Temperaturfönster

Flussmedlet måste vara fullt aktivt vid hårdlödningstemperaturen och dess effektiva område måste överlappa smältområdet för tillsatsmetallen. Vanliga aluminiumlödningsfyllmedel som Al-Si-legeringar börjar smälta runt 575 grader Celsius. Flussmedlet ska smälta och spridas innan fyllmedlet når full likviditet. Om flussmedlet aktiveras för sent kommer fyllmedlet inte att blötas; om den aktiveras för tidigt kan flussmedlet torka ut innan fogen bildas.

För icke-korrosiva kaliumfluoroaluminatflöden är det typiska aktiva området ungefär 560 till 620 grader Celsius. Det täcker de flesta applikationer för aluminiumlödning, men verifiera det mot den specifika legeringskombination du använder.

Pulverpartikelstorlek och bärare

Flux appliceras ofta som en slurry, en pasta eller ett förbelagt lager. Pulverpartikelstorleken påverkar appliceringslikformigheten och hur beläggningen beter sig under uppvärmning. Grovt pulver är lättare att hantera men kan sitta ojämnt; fint pulver ger en jämnare beläggning men kan vara svårare att blanda och kontrollera. Bärarsystemet spelar också roll: vattenbaserad slurry behöver konsekvent torkning, medan lösningsmedelsbaserade system kan behöva annan hantering. Om du löder fenenheter med smala mellanrum är ett enhetligt, tunt flussmedelsskikt vanligtvis viktigare än maximal flussaktivitet.

Ugnsatmosfär

Icke-korrosivt flussmedel fungerar bäst i en torr inert atmosfär, vanligtvis kväve. Atmosfären måste vara torr för att förhindra återväxt av oxid och daggpunkten bör normalt vara under minus 40 grader Celsius. Syre- och fuktnivåer i ugnen påverkar direkt flödeseffektiviteten. Om atmosfären är dålig, kommer flussmedlet att förbruka sig själv stridande oxid istället för att möjliggöra lödningen, vilket leder till svältande leder. Frätande flussmedel är mer toleranta för atmosfärens kvalitet, vilket är en anledning till att de fortfarande används för manuella och brännare hårdlödningstillämpningar.

Kvalificera ett flux före produktion

Inget flussmedel bör gå in i serieproduktion utan en liten satsförsök som inkluderar testning av restbeteende. Den kemiska specifikationen ensam berättar inte hur flussmedlet kommer att fungera i din ugn, på din fengeometri, med din rengörings- och monteringsprocess.

Praktiska kvalificeringssteg inkluderar:

• Verifiera analyscertifikatet för aktivt innehåll och föroreningar. Järn-, koppar- och zinknivåer över angivna gränser kan påverka fogens kvalitet och korrosionsbeteende.
• Kontrollera batch-till-batch-konsistensen. Hårdlödningstemperatur är ett smalt fönster, och en flusssats som aktiveras 10 grader högre kan orsaka ofullständiga filéer över en hel produktionsserie.
• Kontrollera lagringsförhållandena. Fluxpulver absorberar fukt om förpackningarna lämnas öppna. Fukt orsakar klumpar och minskar aktiviteten. Använd förseglade behållare och kontrollera hållbarheten.
• Kör en liten batchlödning med samma basmetall, fyllmedel, flussmedelsladdning och atmosfär som kommer att användas i produktionen. Inspektera filébildning, utseende av rester och renhet i kanalen.
• Utför ett fuktexponeringstest på färdiglödda prover. Utsätt proverna för varma fuktiga förhållanden under en bestämd period och inspektera för korrosionsprodukter. Detta är det mest direkta sättet att bekräfta att kombinationen av flöde och process är säker.

Dessa steg kan verka tunga för ett förbrukningsmaterial, men flussmedel är huvudvariabeln som kan förvandla en bra hårdlödningsprocess till ett fälttillförlitlighetsproblem. För vår egen tillverkning behandlar vi flödeskvalificering som en del av produktdesigngranskningen, särskilt när värmeväxlaren ska användas i krävande applikationer som hydraulisk kylning eller termisk styrning av drivlinan.

Val av flöde är ett tillförlitlighetsbeslut, inte ett förbrukningskostnadsbeslut.

Vid aluminiumlödning får tillsatsmetallen och ugnsprofilen den största uppmärksamheten, men flussmedlet avgör om fogen överlever sitt första driftsår. Icke-frätande fluoridflux eliminerar den största risken: instängda rester som absorberar fukt och korroderar fogen från insidan. För värmeväxlarkärnor och andra slutna strukturer är det det korrekta standardvalet. När du skaffar flussmedel, bekräfta temperaturfönstret, atmosfärskraven och resternas beteende och validera sedan med ett riktigt produktionsförsök.

Om du designar eller köper lödda kylprodukter av aluminium, en kylare i aluminium byggd med en kontrollerad icke-korrosiv flödesprocess är grundlinjen att förvänta sig.

Tillverkare av aluminiumkylare, leverantörer av aluminiumplåtkylare Eftersom Kinas tillverkare av aluminiumkylare och leverantörer av värmeväxlare av aluminiumplattor, erbjuder fabriken, Jinlianshun Cutsom aluminiumplåt... Visa produkt →