Reparatieproces en prestaties van lekkende vacuüm-gesoldeerde aluminium warmteafleiders via TIG-lassen

Het vacuüm soldeerproces voor koelplaten stelt extreem hoge eisen aan de precisie van de onderdelen en de parametercontrole. Bovendien is het, vanwege de lange lasnaden, zeer moeilijk om een kwalificatiepercentage van 100% te bereiken. Voor gelokaliseerde lekkagepunten kunnen reparatielasprocessen worden gebruikt voor herstel. Hieronder, met de nadruk op het specifieke en uitdagende proces van "TIG-reparatielassen voor aluminium vacuüm gesoldeerde koelplaatlekkage", zal ik een systematische en gedetailleerde introductie geven. Dit is niet louter eenvoudig lassen, maar een precisie-reparatietechniek.

Ten eerste is het essentieel om te verduidelijken: Vacuümsolderen is een verbindingsproces dat gebruik maakt van vulmetaal met een smeltpunt lager dan het basismateriaal (bijv. aluminium-siliciumserie) dat gelijkmatig wordt verwarmd in een vacuümoven, waarbij openingen worden opgevuld via capillaire werking. De kenmerken zijn onder meer uniforme algemene verwarming, minimale vervorming en gladde lasnaden. In tegenstelling hiermee is TIG-reparatielassen een gelokaliseerd lasreparatieproces, dat gemakkelijk kan leiden tot problemen zoals *spanningsconcentratie, vervorming, doorbranding en secundaire lekkage. Daarom is het doel van reparatielassen: de thermische impact op de oorspronkelijke gezonde gebieden minimaliseren en tegelijkertijd voldoen aan de eisen voor afdichting en sterkte.

I. Voorbereiding voor het lassen

1. Lokalisatie en beoordeling van defecten

Reinig verdachte gebieden met alcohol of aceton en inspecteer zorgvuldig op scheuren of lekkagepunten met behulp van een krachtige vergrootglas of industriële boorscoop.

Beoordeling: Als het lekkagepunt zich bevindt in gebieden met dichte waterkanalen of hoofdlastdragende ribben, kan reparatielassen kettinglekkage of ernstige vervorming veroorzaken. Er moet een evaluatie worden gemaakt of reparatie de moeite waard is.

2. Oppervlaktereiniging

Mechanische reiniging: Gebruik een roestvrijstalen staalborstel om de oxidelaag, aanslag en verontreinigingen grondig te verwijderen van het lasgebied totdat een metaalglans verschijnt. Gebruik vijlen en haakse slijpers voorzichtig om overmatige verwijdering van basismateriaal te voorkomen.

Chemische reiniging: Gebruik aceton of speciale aluminiumreinigers voor ontvetting. Voor hardnekkige oxidelagen kan een milde alkalische reiniger worden gebruikt, gevolgd door grondig spoelen met schoon water en drogen.

Direct lassen: Het gereinigde gebied moet binnen 2 uur worden gelast om overmatige vorming van een nieuwe oxidelaag (Al₂O₃) te voorkomen.

3. Groefvoorbereiding

Voor scheuren is het noodzakelijk om een groef te creëren met behulp van een microfrees, een kleine slijpschijf of een schraper.

Groeftype: Een U-groef of V-groef wordt aanbevolen om volledige blootstelling van de groefwortel te garanderen, wat penetratie en gasbescherming vergemakkelijkt.

Stopgaten: Boor Φ1-2mm "stopgaten" aan beide uiteinden van de zichtbare scheur om scheurvorming tijdens het lassen te voorkomen.4. Materiaal- en apparatuurvoorbereidingSelectie van vuldraad

Prioriteit moet worden gegeven aan kwaliteiten die overeenkomen met het basismateriaal. Veelvoorkomende koelplaatmateriaal zijn 3003/6063/6061 aluminiumlegeringen, waarvoor ER4043 (goede algemene bruikbaarheid, uitstekende vloeibaarheid, scheurbestendig) of ER5356 (hogere sterkte, grotere hardheid, iets slechtere vloeibaarheid) typisch worden geselecteerd.

Vuldraad moet worden opgeslagen in speciale draadboxen, schoon en droog gehouden.

Apparatuur:

AC/DC vierkante golf TIG-lasser (AC TIG):

Essentieel. Aluminiumlassen vereist het "kathode-reinigingseffect" om de oxidelaag te verwijderen, wat alleen kan worden bereikt met wisselstroom.

Zeer zuiver argongas (Zuiverheid ≥99,99%), met droge gasleidingen.

Wolfraamelektrode: Ceriumwolfraam (WC-20) wordt aanbevolen. De diameter wordt gekozen op basis van de stroom (meestal 1,6 mm of 2,4 mm).

Gaslens: Vervangt de standaard keramische nozzle en zorgt voor een meer laminaire en effectieve argonbeschermingsgaslaag, wat cruciaal is voor aluminiumlassen.

5. VoorverwarmingAlgemene voorverwarming:

Voor grotere of structureel complexe koelplaten wordt algemene voorverwarming in een oven bij 200°C aanbevolen. Dit vermindert de warmte-inbreng bij het lassen aanzienlijk, minimaliseert thermische differentiële spanning, voorkomt hete scheuren en helpt bij het ontsnappen van waterstof.

Gelokaliseerde voorverwarming: Een gastorch of heteluchtpistool kan worden gebruikt voor zachte voorverwarming rond het reparatiegebied. Overschrijd de 250°C niet om schade aan de prestaties van de oorspronkelijke gesoldeerde verbinding te voorkomen.

II. TIG-reparatielasprocesparameters en operationele essentiële zaken1. Parameterreferentie (Voorbeeld voor veelvoorkomende dikte van 2-3 mm)

Stroom:

Gebruik AC-modus. Stroombereik ongeveer 80-120A, vereist fijnafstelling op basis van specifieke locatie en warmteafvoeromstandigheden. Principe: Gebruik de minimale stroom en de hoogst mogelijke snelheid en zorg tegelijkertijd voor fusie.

Frequentie: Moderne lassers staan frequentieaanpassing toe. Aanbevolen instelling: 80-120 Hz. Hogere frequentie concentreert de boog, waardoor de warmte-beïnvloede zone (HAZ) wordt verminderd.

Reinigingsbreedte (Balans): In AC kan het "reinigings" (elektrode positief) percentage worden ingesteld op 65-75% om voldoende kathodereinigingsactie te garanderen.

Argonstroomsnelheid: 8-15 L/min, geleverd via gaslens.

Wolfraamverlengingslengte: Houd zo kort mogelijk, ongeveer 3-5 mm, om de afscherming te verbeteren.

Diameter vuldraad: Meestal Φ1,6 mm of Φ2,0 mm.

2. Operationele techniekenHouding:

Zorg voor stabiele hoeken voor de toorts, vuldraad en het werkstuk. De voorhand (naar links) techniek wordt vaak gebruikt.

Booginitiatie en -terminatie: Gebruik een hoogfrequente start of liftstart om verontreiniging door contactstart te voorkomen. Gebruik de stroomvervalfunctie van de lasser bij boogterminatie om de krater op te vullen en krater scheuren te voorkomen.

Warmte-inbrengregeling: Gebruik intermitterend hechtlassen of snel segmentaal lassen. Las een klein gedeelte (10-20 mm), stop onmiddellijk om warmteafvoer mogelijk te maken, wacht tot de temperatuur daalt tot een niveau dat aanvoelbaar is met de achterkant van de hand (ongeveer 50-60°C), en las dan het volgende gedeelte. Dit is de kernstrategie om vervorming en doorbranding te voorkomen!

Waarneming van het lasbad: De kleurverandering van het aluminium lasbad is niet duidelijk. Observeer de vorming van oppervlaktespanning en randbevochtiging. Voeg vuldraad toe pas nadat het basismateriaal een helder, vloeibaar bad vormt.

Vuldraadtoevoer: De vuldraad moet altijd binnen de argonbeschermingszone blijven. Voeg deze toe met behulp van een "deppen"- of "continue toevoer"-methode, met een zachte en uniforme beweging.

III. Nabehandeling en inspectie1. Reiniging na het lassen:

Gebruik een roestvrijstalen borstel om oxidatieverkleuring en spatten van het lasoppervlak te reinigen.

2. Lektesten: Druklektest:

Sluit alle poorten van de koelplaat af, breng perslucht (of stikstof) in bij de vereiste productdruk, dompel onder in water en observeer op bellen. Dit is de meest directe testmethode.

Drukvasthoudtest: Laat het na drukzetten een tijdje staan en observeer of de drukmeter daalt.

Fluorescerende penetrant of heliummassaspectrometrie lektest: Gebruikt voor toepassingen met extreem hoge eisen.

3. Niet-destructief testen (Optioneel): Voor kritieke gebieden kan Dye Penetrant Inspection (PT) worden gebruikt om oppervlaktescheuren te controleren.

4. Rechtzetten (Indien nodig):Als er kleine vervormingen optreden, is koude correctie met behulp van een mal op een pers acceptabel. Vermijd hameren.

IV. Veelvoorkomende problemen en tegenmaatregelen tijdens TIG-reparatielassen Veelvoorkomend reparatielasprobleem

Mogelijke oorzaken

Het lassen van aluminium produceert sterkere ultraviolette straling. Draag donkere beschermende lenzen (≥ #12), handschoenen en vlamwerende kleding. Zorg voor goede ventilatie om het inademen van aluminiumdampen te voorkomen.

2. Mindset: TIG-reparatielassen van aluminium koelplaten is een "precisie, borduurwerk-achtige" taak. Vermijd het doel om de las in één keer te voltooien. Geduld en nauwgezette voorbereiding zijn belangrijker dan de lasdaad zelf.

3. Evaluatie van alternatieve oplossingen: Overweeg voor zeer kleine lekkages het gebruik van aluminium soldeervulmiddel met lage temperatuur (toortssolderen) of speciale epoxy voor afdichting, die minder thermische impact en vervorming hebben. De sterkte en duurzaamheid moeten echter worden geëvalueerd op basis van de bedrijfsomstandigheden.

4. Registratie: Documenteer de defectlocatie, lasparameters en operationele volgorde om de samenvatting van de ervaring te vergemakkelijken.

Conclusie: TIG-reparatielassen voor vacuüm gesoldeerde aluminium koelplaten is een precieze remanufacturing-techniek. Het succes ervan is niet afhankelijk van zeer moeilijke lasvaardigheden, maar eerder van nauwgezette voorbereiding voor het lassen, extreem strikte warmte-inbrengregeling en een systematisch inspectieproces. Voor hoogwaardige koelplaten is het, indien de omstandigheden het toelaten, een verstandigere keuze om de taak toe te vertrouwen aan een ervaren professionele technicus.