一种测试翅片钎焊焊合强度的方法及模拟试样

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一种测试翅片钎焊焊合强度的方法及模拟试样\n技术领域\n[0001] 本发明属于热交换器技术领域，特别涉及一种测试翅片钎焊焊合强度的方法及模拟试样。\n背景技术\n[0002] 在汽车工业、电力工业等领域，热交换器是重要的零部件。热交换器的散热翅片通常需要使用钎焊方法将其焊接在母体散热基管上，该钎焊过程中预覆焊料在母体散热基管表面熔化，熔化的预覆焊料在焊缝位置因为毛细现象而聚集，在冷却后便达到了焊合状态。\n[0003] 目前通过钎焊后的翅片与基板(基管)之间，容易出现焊合不牢的问题，一直以来，业内需要一种能够测试翅片钎焊焊合强度的方法。人们曾尝试直接在拉伸机的夹头上各加持住翅片和散热基板进行拉伸测试，但常规翅片厚度较薄(约0.07μm～0.25μm)，在拉伸过程中很容易发生断裂，而且基板不易被夹持在拉伸机上，因此这种方法很难直接测量翅片钎焊的焊合强度。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的是提供一种测试翅片钎焊焊合强度的方法，以解决现有方法无法使用拉伸法测试钎焊翅片焊合强度的技术问题。\n[0005] 本发明的还提供了一种测试翅片钎焊焊合强度的辅助装置，以解决利用现有方法无法在拉伸机上夹持钎焊翅片试样基板的技术问题。\n[0006] 本发明还提供了一种测试翅片钎焊焊合强度的模拟试样，已解决用拉伸法测试翅片钎焊焊合强度时，翅片容易先于焊缝断裂的技术问题。\n[0007] 为了实现上述目的，本发明提供了一种测试翅片钎焊焊合强度的方法，其包括以下步骤：\n[0008] 步骤101，准备用于测量钎焊翅片焊合强度的待测试样；\n[0009] 步骤102，利用辅助装置在拉伸机上测量待测试样的焊合强度，所述辅助装置包括：\n[0010] 装置本体；\n[0011] 移动卡壳，其可移动地设置在所述装置本体上方，可用于卡住所述模拟试样的模拟翅片；\n[0012] 卡口，其是位于所述装置本体上部的开口；\n[0013] 卡槽，其位于所述装置本体中部，用于卡住与所述模拟翅片焊合的基板；\n[0014] 柄，其位于所述装置本体下方，以便于被拉伸机所夹持。\n[0015] 如上所述的测试翅片钎焊焊合强度的方法，进一步，所述步骤101中的待测试样为模拟试样，所述模拟试样包括：\n[0016] 模拟翅片，所述模拟翅片与翅片外形相似且为实心；\n[0017] 基板，所述基板材质与所述翅片钎焊工艺中所使用的基板材质相同；\n[0018] 所述模拟翅片与所述基板通过钎焊焊合，其焊合所使用的焊料、温度跟所述翅片与所述基板通过钎焊焊合时的焊料、温度相近，且焊后的效果相同。\n[0019] 如上所述的测试翅片钎焊焊合强度的方法，进一步，所述步骤101中的模拟试样的制备用到了所述辅助装置。\n[0020] 本发明提出的一种用于测试翅片钎焊焊合强度的辅助装置，其包括：\n[0021] 装置本体；\n[0022] 移动卡壳，其可移动地设置在所述装置本体上方，用于卡住翅片形状与翅片类似的物体；\n[0023] 卡口，其是位于所述装置本体上部的开口；\n[0024] 卡槽，其位于所述装置本体中部，用于卡住与所述翅片焊合的基板或与所述基板形状类似的物体；\n[0025] 柄，其位于所述装置本体下方，以便于被拉伸机所夹持。\n[0026] 如上所述的辅助装置，进一步，所述辅助装置的移动卡壳沿其可移动方向的宽度为20-40mm。\n[0027] 如上所述的辅助装置，进一步，所述辅助装置的卡口宽度为10-20mm。\n[0028] 如上所述的辅助装置，进一步，所述辅助装置的卡槽高度约为10-15mm，适于放置的所述基板厚度为1-10mm。\n[0029] 本发明提出的一种用于测试翅片钎焊焊合强度的模拟试样，其包括：\n[0030] 模拟翅片，所述模拟翅片与翅片外形相似且为实心；\n[0031] 基板，所述基板材质与所述翅片钎焊工艺中所使用的基板材质相同；\n[0032] 所述模拟翅片与所述基板通过钎焊焊合，其焊合所使用的焊料、温度跟所述翅片与所述基板通过钎焊焊合时的焊料、温度相近，且焊后的效果相同。\n[0033] 本发明的有益效果是：\n[0034] 本发明通过制备模拟翅片及模拟试样，与原钎焊翅片的试样相比，在不改变钎焊强度的条件下，通过将原翅片替换为实心模拟翅片的方法，使得模拟翅片不会先于焊合处断裂，而且本发明提出的辅助装置，不仅使制备模拟试样的过程变得简单，还能使模拟试样便于被拉伸机所夹持，这样就实现了使用拉伸机测试钎焊翅片的焊合强度，并可以获得焊合强度的值。\n附图说明\n[0035] 通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：\n[0036] 图1为现有技术中翅片与基板通过钎焊焊合后的示意图；\n[0037] 图2为本发明一种实施例的测量钎焊翅片焊合强度辅助装置的结构示意图；\n[0038] 图3为本发明一种实施例的辅助装置的俯视图；\n[0039] 图4为本发明一种实施例的移动卡壳的示意图；\n[0040] 图5为本发明一种实施例的辅助装置装载模拟试样的示意图；\n[0041] 图6为本发明一种实施例的测量钎焊翅片焊合强度方法的流程示意图。\n[0042] 附图中，各标号所代表的部件列表如下：\n[0043] 1、试样本体，11、翅片，12、焊缝，13、预覆焊料，14、基板；\n[0044] 2、辅助装置本体，21、移动卡壳，22、卡口，23、卡槽，24、柄；\n[0045] 3、模拟试样本体，31、模拟翅片，33、预覆焊料，34、基板。\n具体实施方式\n[0046] 在下文中，将参照附图描述本发明一种测试翅片钎焊工艺焊合强度的方法、辅助装置及模拟试样的实施例。\n[0047] 在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。\n[0048] 本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。\n[0049] 图1示出了现有技术中翅片与基板通过钎焊焊合后，通过电火花切割方式得到的其中一份试样的示意图。该试样包括试样本体1、翅片11、焊缝12、预覆焊料13和基板14。在钎焊过程中，预覆焊料13因加热而在基板14表面熔化，熔化的预覆焊料13在焊缝12位置因为毛细现象而聚集，在冷却后便达到了焊合状态。\n[0050] 通常，试样1中的翅片11厚度较薄(约0.07μm～0.25μm)，如果直接使用拉伸机测试该试样的焊合强度，则在拉伸过程中翅片11很容易在焊缝被拉开之前发生断裂，另一方面，基板14不易被夹持在拉伸机上，因此拉伸法很难直接测量钎焊翅片的焊合强度。\n[0051] 为了克服现有技术无法使用拉伸法测试翅片与基板之间焊合强度困难，本发明提出，用实心的、不易断裂的模拟翅片代替翅片11制成形状相似、材质相同的模拟试样，该模拟试样的焊合强度与图1中的试样相同。另外，本发明设计了一种辅助装置，其用于解决模拟试样解决基板14不易被夹持在拉伸机上的困难使得模拟试样易于被拉伸机所夹持。\n[0052] 在下文中，首先详细描述本发明实施例模拟试样的特征，接着描述本发明用于测试翅片钎焊焊合强度的辅助装置，最后详细描述本发明测试翅片钎焊焊合强度的方法。\n[0053] 本发明提出的一种用于测试翅片钎焊焊合强度的模拟试样，其包括：\n[0054] 模拟翅片，所述模拟翅片与翅片外形相似且为实心；\n[0055] 基板，所述基板材质与所述翅片钎焊工艺中所使用的基板材质相同；\n[0056] 所述模拟翅片与所述基板通过钎焊焊合，其焊合所使用的焊料、温度跟所述翅片与所述基板通过钎焊焊合时的焊料、温度相近，且焊后的效果相同。\n[0057] 图2示出了本发明一种实施例的测量钎焊翅片焊合强度辅助装置的结构示意图。\n如图2所示，所述辅助装置包括：\n[0058] 装置本体2；\n[0059] 移动卡壳21，其可移动地设置在所述装置本体2上方，用于卡住本发明提出的模拟翅片并使模拟翅片保持直立，从而确保制备模拟试样过程中的模拟翅片两边的焊缝对称，进一步，所述移动卡壳21沿其可移动方向的宽度为20-40mm；\n[0060] 卡口22，其为所述装置本体2上部的开口，进一步，所述卡口的宽度约为10-20mm。；\n[0061] 卡槽23，其位于所述装置本体2中部，用于卡住所述模拟试样的基板，进一步，所述卡槽高度约为10-15mm，适于放置的所述基板厚度为1-10mm；\n[0062] 柄24，其位于所述装置本体2下方，以便于被拉伸机所夹持。\n[0063] 图3和图4分别示出了辅助装置的俯视图和移动卡壳21的示意图。\n[0064] 图5示出了本发明一种实施例的辅助装置装载模拟试样的示意图。如图5所示，模拟试样除了模拟翅片31为实体之外，模拟翅片31形状、预覆焊料33、基板34均与试样1相同。\n在图2中，移动卡壳21卡住模拟翅片31，卡槽23卡住基板，基板下方的柄24使得该辅助装置2易于被拉伸机所夹持。\n[0065] 图6示出了本发明一种实施例的测量钎焊翅片焊合强度的方法的流程示意图。如图2所示，该方法包括如下步骤：\n[0066] 步骤101，制备用于测量钎焊翅片焊合强度的模拟试样；\n[0067] 所述步骤101还包括如下步骤：\n[0068] 步骤A，制备模拟翅片；\n[0069] 具体地，采用电火花切割制造出外型与翅片相似的模拟翅片，特别在焊接接头位置模拟翅片要与翅片完全相同，所述模拟翅片为实体，其材料采用与翅片料相同的材质(一般为3003铝合金)。\n[0070] 步骤B，使用辅助装置制备模拟试样。\n[0071] 具体地，用所设计的辅助装置进行钎焊，其中基板(材料为4343+3003铝合金复合板)在辅助装置卡槽的下表面位置，基板上表面为预覆焊料，一般为4系铝硅合金，模拟翅片\n31通过卡口放置在基板上，两端用移动卡壳夹紧，以保证模拟钎焊翅片直立，如图5中所示。\n然后将装配好的辅助装置及模拟试样放入加热炉中，采用常规的钎焊工艺进行钎焊，钎焊结束后将装置及钎焊试样从加热炉取出，由此便完成了模拟试样的制备。\n[0072] 步骤102，利用辅助装置在拉伸机上测量模拟试样的焊合强度。\n[0073] 具体地，将活套移到初始位置，用拉伸机下夹头将辅助装置下端夹紧，用拉伸机上夹头将模拟试样的模拟翅片夹紧，夹紧后移动拉伸机上夹头到基管距离槽上表面约1mm位置，所有准备工作完成后，进行拉伸实验，测得拉开模拟翅片与基板所需的力值。该值与模拟钎焊翅片的长度的比值，即可定义为焊后强度。另外，拉伸机所采用的拉伸速度为常规拉伸速度，该常规速度为2mm/min(毫米每分)。\n[0074] 综上所述，本发明采用替代法，利用外观近似于翅片的模拟翅片以及模拟试样，由于模拟试样的外观，特别是焊合处的外观与原翅片极为相似，这样就保证了本发明测试钎焊翅片焊合强度的可靠性。本发明还专门设计了一套测试辅助装置，以保证钎焊后焊料的聚集以及凝固后的形态与真实钎焊相同，从而获得近似的焊接接头形态，最后借助该装置在拉伸机上测得拉开焊角所需要的拉伸力，考虑模拟试样中模拟翅片的长度并进行归一化，即定义该力与模拟翅片的长度之比为焊合强度。\n[0075] 由此可见，本发明提出的测试钎焊翅片焊合强度的方法及其辅助装置，通过模拟翅片以及模拟试样的制备，并通过辅助装置使模拟试样易于被拉伸机所夹持，实现了利用拉伸机测试钎焊翅片焊合强度的方案，并可以获得焊合强度的值。\n[0076] 上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。