电水壶加热板高频钎焊工艺研究

电热水壶工业毛巾和发热板的焊接主要采用炉内气氛保护焊、高频感应钎焊等。高频感应钎焊工艺是一种以高频感应电流为热源的焊接方法。 高频感应钎焊机工作时，将零件的钎焊部分置于交变磁场中，通过交变磁场中产生的感应电流的电阻热加热基材。 高频感应钎焊，主要工艺因素有焊料比、焊料涂敷量、加热功率、加热时间等。其中加热功率和加热时间决定加热热量的多少，直接影响焊料的熔化状态和焊接质量。 为了验证加热功率和加热时间对焊接质量的影响，我们对电热水壶的加热板进行了相关的焊接实验和验证。

1-实验准备：
实验取样：加热板由不锈钢板、导热板、加热管三部分组成。 不锈钢板采用304不锈钢T 0.4mm厚材料，导热板为铝板Al060 T 1.8mm，发热管主体为铝A3006。 样品通过超声波脱脂清洗并通过干燥炉干燥。 焊料制备：采用Al、Si FeO铝基钎料。 钎料：钎剂按质量比1.25：1混合。

2-焊接实验流程：
焊接设备：六工位圆盘钎焊机，配备两个40kW高频电源，电源用于预热和焊接两个工位：通过调节功率旋钮，设置加热时间进行焊接热控制
焊接方法：将涂有焊料的导热板和加热管依次结合到不锈钢板的下表面，然后用工装定位压实，完成预组装； 将预装好的工件水平放置在1工位感应垫上的熨斗上，启动上气阀开关压紧工件； 工件分别旋转到2工位和3工位进行预热和焊接； 工件旋转至4、5、6工位进行加压冷却； 最后将工件旋转到工位进行切割焊接完成。

3- 实验条件设计
钎焊温度试验：A1 Si FeO锚固钎料的熔点为570℃，铝A1060母材的熔点为660～C。因此，理论钎焊温度预设为595～6l5℃； 2、3工位加热功率和加热时间设置为相同参数，加热功率设置为1365kW，加热时间调整为32s，观察3个工位样品焊渣和焊料在周围充分溢出零件，焊缝已满。 红外测温仪测得样品焊接部分的温度为612度。 实验条件设计：工件受热Q= 6Pt，除功率P和时间t外，其他条件相同，故修正系数6相同。 根据实际焊接温度和实验参数，建立如表1所示的Pt参数关联表，将P*t值锁定在43360~44000范围内的条件分别为1355&32、136O&32， 1365&32、1370&32、1360&32。另外，选择两组1355&29和1375&35条件同时进行实验。

4- 实验结果和分析
破坏检查：攻丝热管与导热板之间的焊缝（以下简称焊缝I），导热板与不锈钢板之间的焊缝（以下简称焊缝2）：热管与导热板均为铝材，焊缝1不得敲开； 导热板和不锈钢圆盘材质不同，焊缝2可以敲开，但焊缝表面应平整光滑： l 试样焊缝1和焊缝2敲开并检测不合格：2#， 3#、5样、6#样，焊缝l不可敲开，焊缝2可敲开，焊缝表面为亮银色亮面，焊粉充分熔化，铺展均匀，检验合格：7#样板焊缝1不能敲离，焊缝2能敲离，焊面变形，检验不合格。
干烧耐压试验：将4#样品按1.15倍额定功率干烧，通电15s，室温水冷~[J45s，重复200次，（如图图2(a))，试验后加热板表面无明显变形，钎焊处无明显裂纹，加热管无明显膨胀，用0.05mm塞尺检查变形间隙无异常：加热板施加1250V高压，测试时间60s，加热管无闪络和击穿现象，漏电流0125mA～0.168mA，实验合格。
金相实验：取4#试样，截取发热管、导热板和不锈钢板之间的焊缝（如图2（b）所示），焊缝饱满，无明显稠气孔：导热板和热管材料长大，晶界间充满焊料渗透，焊接效果好。

5 结论
（1）AI Si FeO铝基焊料高频感应钎焊，当加热板实际温度在597℃～625℃范围内时，焊料充分熔化溢出，焊接效果好：当加热板实际温度接近612~C时，焊接效果最好，焊料充分溢出，但不会在外面形成焊点，焊点饱满。
(2)加热功率和加热时间是高频感应钎焊工艺的关键因素。 加热时间32s时，加热功率1355kW～1375kW，焊接效果好：加热功率1360kW～l370kW时，焊接效果最好，焊接面充分熔合，连接强度合格，加热板性能合格，金相组织变化有序。
(3)加热时间相同，加热功率调整，焊接效果反应一般； 相同的加热功率，加热时间调整，焊接效果反应强烈； 因此，加热时间对焊接效果更为敏感。
(4)钎料：钎剂按1.25:1的质量混合，可获得良好的钎焊效果