随着经济的发展，我国已连续5次对火车运输提速，因此对机车的热交换器的要求越来越高。传统的机车热交换器由铜合金制作，由于铝的密度仅为铜的30%，用轻质材料铝代替铜合金，可大大减轻热交换器的质量。虽然铝的热导率与铜相差较大，但通过设计合理的结构可提高热交换性能，满足热交换器的要求。

铝及铝合金的钎焊主要采用真空钎焊和NOCOLOK钎焊。结合实践，在此对机车铝热交换器（以下简称热交换器）的真空钎焊进行介绍。

热交换器的材料

热交换器的结构示意图如图所示。热交换器主要由风道翅片、油道翅片、I型风道封条、矩形油道封条和中间隔板5部分组成。

其中I型风道封条和矩形油道封条由工业纯铝轧制而成，油道翅片和风道翅片由厚度为0.2mm的3A21（LF21）板冲压而成，中间隔板为真空钎焊用复合铝箔。此复合铝箔是由芯材和皮层冷轧复合而成。强度主要由芯材保证，材质一般为Al-Mn（3A21）合金，而皮层在钎焊的过程中熔化提供钎料。

真空钎焊工艺：

1. 工件的焊前处理

封条、翅片、复合铝箔表面有油污和氧化膜，为保证焊接质量，在真空针焊前必须去除。去除油脂常用三氯乙烷、三氯乙烯浸洗，蒸汽清洗。但三氯乙烷破坏臭氧层，三氯乙烯毒性大，从环保和劳动环境方面考虑不予采用。用NaOH，NaSiO₃，Na₃PO₄，OPL乳化剂配成的混合溶液浸泡清洗也能有效地去除油脂，故采用了后者。由于材料表面有一层较厚的氧化膜，故采用w（NaOH）10%溶液浸泡，浸泡后为了降低表面的粗糙度，对各部分进行了光泽处理——在HNO3溶液中浸泡2~5min。

2. 真空钎焊工艺

真空针焊炉主要技术指标如下∶

有效加热区尺寸∶500mm×500mm×750mm；温度控制精度：±1℃；最高炉温：800℃;极限真空度：≤8×10^–4Pa;额定工作温度：650℃;加热功率：90kW;炉温均匀性：±3℃。

把工件装入真空室后，并在炉膛内放置镁块，抽真空至6×10^-3Pa后开始加热。在加热的过程中，钎焊的各部分会释放出大量的吸附气体（清洗时残余的水分汽化），当温度升高到350℃，为了保证真空度，保温30min。由于热交换器的体积大，母材与钎料的熔点接近，为了在钎焊温度保温时间不致过长，在550℃保温20min。在钎焊温度为605℃时保温10min，然后关闭加热器停止加热，当温度降低到钎料固相线温度后，为加快冷却速度，向真空室内充纯度为99.999%的氮气，打开冷风机强冷至室温。

3.焊后检验及分析

（1）热交换器钎焊后的表面光亮，无明显的氧化现象。装炉前，有效地清除了表面的氧化膜，钎焊过程中，在炉膛内放置镁块有效地起到了还原作用。

（2）热交换器钎焊后，观察钎焊接头处，钎焊角圆滑过渡，表明在钎焊过程中，中间隔板上复合的钎料熔化后与翅片润湿性良好。

（3）对焊后的热交换器逐个进行气压试验，都能满足压力小于520 MPa时油道和风道互不渗漏要求。用水压试验打爆工件观察，发现油道翅片从中间均匀断裂，表明油道内钎焊处结合良好。

（4）对钎焊的热交换器进行换热效率检测，换热效率可达到95%的使用要求。

4. 设备选择：

SIMUWU公司生产的RHVB-H高温真空钎焊炉是处理此类钎焊工艺的优质产品，良好的温控精度和温控均匀性确保了真空钎焊过程的有效进行。拥有十多年的销售制造经验，远销欧美亚洲发达地区，是广受好评的真空炉产品。