銅硬釺焊散熱器具有成本低,性能好,更環保、汙染較少的優勢

　　1　 散熱器的發展

　　在世界汽車工業發展的初期階段，銅一直是汽車散熱器的主要製造材料。隨著汽車工業的繼續發展，汽車燃燒效率和經濟性能逐漸成為人們關注的焦點，因此，將散熱器輕型化、廉價化成為行業勢在必行的發展方向。於是，人們開始選用鋁質材料代替銅來製造汽車散熱器，並很快取代了銅質散熱器的市場地位。

　　然而，隨著汽車行業的競爭越發激烈，汽車的動力性能持續提高，整個行業對汽車冷卻係統的散熱性能、體積占用比和生產成本提出了越來越高的要求，鋁製散熱器的不足被日漸凸顯，尤其是發動機的鋁製中冷器（CAC）最為顯著。然而，當高性能的陶瓷或鋁鈦合金渦輪以及可調渦輪的發明應用後，燃燒率雖然得到了很大程度的改善，但中冷器的進口溫度也隨著增高，目前中冷器（CAC）的平均入口溫度已達到攝氏190℃，如想滿足世界上的新排放標準,業界預測其平均溫度將達到攝氏246℃。由於鋁的諸多物理性質，如抗拉強度等，在溫度超過攝氏150℃時會急劇惡化，這種狀況又被150℃～200℃之間的熱循環加重。這些不利因素，令人對鋁製中冷器故障發生的擔憂無法得以解決。在未來的數年內，無論開發出何種類型的“幹淨的”發動機，在選擇先進的冷卻係統時，銅硬釺焊技術將起到關鍵作用。

　　2　銅硬釺焊技術

　　銅硬釺焊技術是由國際銅業協會開發、瑞典奧托昆普銅帶公司實施的汽車熱交換器製造新技術。無焊劑、無鉛釺焊合金以及抗退火材料是銅硬釺焊技術的核心。其主要工藝原理為：將銅質焊膏在590℃～610℃時熔化，借助毛細作用力，將母材料與流入焊接間隙的液態金屬向接觸而發生反應，從而使得交界處生成合金金屬連續體。且銅硬釺焊釺料的熔點溫度允差範圍大，焊接時溫度較易控製，所以銅硬釺焊的成品率比傳統軟釺焊工藝的要高出很多。同時製造技術流程相對簡化，有效縮短了生產時間，從而提高了生產率和生產能力。

　　3　銅硬釺焊散熱器的優點

　　3.1　具有優異的熱性能和抗腐蝕性能

　　由於銅硬釺焊采用了更薄的散熱帶、更小的管路尺寸，這使得銅硬釺焊散熱器的風阻更低。根據風洞試驗測試證實，在相同的熱傳輸條件下，紫銅、黃銅的散熱器的風阻要低20%～30%，換熱能力卻比鋁散熱器提高6%以上。有著這些優異的換熱性能，這意味著它能改善未來的熱性能要求。在中冷器方麵，銅硬釺焊中冷器（CAC）總成體積更小，重量更輕，並能提供更為顯著的特性優勢，鋁製CAC很容易被道路上的鹽分腐蝕，有了為銅硬釺焊中冷器（CAC）開發的特殊合金，能夠大幅度消除芯子中的電位差。

　　3.2　成本更為低廉

　　銅硬釺焊技術之所以能使獲得比鋁質散熱器更低的生產成本，在於它自身具備的兩方麵優勢。一方麵，銅硬釺焊具有更高的生產率。由於銅硬釺焊的釺焊溫度為650℃， 道路劃線低於黃銅的熔點，所以避免了超過熔點是造成廢品的風險。這也就意味著，可以提高烘爐中皮帶的轉速，以更快的提升銅硬釺焊烘爐中的溫度，從而在盡可能短的時間內產出產品，而不再需要精確的溫度控製措施。所以，銅硬釺焊的生產率幾乎是鋁材料焊接的兩倍。另一方麵，銅硬釺焊無需采用助焊劑。使用鋁材料生產時，需要加入助焊劑實現釺焊，而銅質釺焊合金在釺焊過程中無需助焊劑，從而在焊接後省去了清洗工序，這樣不但簡化了生產流程，降低了產品的成本，而且無汙染，減少了相應的排汙治汙費用。此外，除去技術因素，原材料的價格也是影響成本的主要原因。銅材料的價格與鋁材價格相持平，並且擁有更高的價格穩定性，其中，銅帶的價格甚至比鋁帶的價格還低。

　　3.3　生產過程及產品更為環保

　　其一，由於銅硬釺焊采用了紫銅、黃銅等環保材料，且不需要使用危險物質，同時釺焊工藝具有自釺性的特點，因此不需要焊劑，杜絕了含鉛焊劑的使用，並取消了傳統的除油工序（該工序對環境有害），避免了清洗過程中產生有害的廢棄物。其二，銅硬釺焊為無毒釺焊合金，其成分是75%的紫銅、5%的鎳、15%的錫和5%磷。它能在相對較低的溫度下熔化並杜絕了鉛使其生產和處理過程都無毒。其三，以銅作為主要材料，可以實現100%的回收利用率，杜絕了二次汙染的產生，同時也提高產品的經濟價值和環境效益。其四，銅硬釺焊技術的能源使用效率高，比鋁釺焊提高了約三倍，為地球節省了寶貴的自然資源，最終也降低的汙染、降低了能耗，對碳減排和可持續發展均提供了技術支持。其五，為了實現大幅降低氮氧化物的排放水平，推廣EGR技術的目標，使用銅硬釺焊技術能夠克服鋁製熱交換器的局限性，可以滿足EGR對耐高溫及散熱性能方麵的要求，從而間接的對環境保護做出了貢獻。

　　4　銅硬釺焊散熱器展望

　　隨著中國政府開始推行歐洲Ⅰ號和Ⅱ號標準的實施，汽車特別是重型汽車的生產廠家將因為環保方麵越發嚴格的標準受到來自社會公眾和政府主管部門的巨大壓力。新的環保標準對汽車的各項性能提出了更為嚴格的要求。其中，利用EGR技術實現氮氧化物的減排成為必然的選擇。而銅硬釺焊散熱器的開發與應用是解決汽車冷卻係統發展瓶頸的有效手段。中國主要的散熱器生產企業具有非常相似的如下特性：雖然生產規模參差不齊，但總產量相對有限；使用相對落後的生產和管理技術，對新工藝和產品升級存在濃厚興趣。美國賓州匹茲堡的萬用汽車散熱器公司在1999年末便使用銅硬釺焊技術試生產轎車和卡車的硬釺焊銅-黃銅散熱器，並以此為契機將銅硬釺焊技術開發運用在其他熱傳遞應用領域，該公司將全部稀罕散熱器生產線升級為銅硬釺焊技術生產線，實現了全局的更新換代。原先將提高散熱器性能的希望寄托於高科技鋁的Astro Air公司，在使用過銅硬釺焊技術後便拋棄了鋁生產線而改用新型銅硬釺焊技術，該公司的 eps構件中銅硬釺焊熱交換器已廣泛應用於公交車、卡車及建築設備等載重車輛中，獲得了良好的經濟效益。目前，一汽、上汽、東風和亞星等企業都已開辦過銅硬釺焊技術的推介會，並獲得良好的反響，諸多大公司正積極與奧托昆普公司接洽，其中，一汽早在2002年就使用該技術在載貨汽車上試用。

　　利用銅硬釺焊技術生產散熱器，標誌著我國汽車散熱器製造行業走在了世界的前沿，此技術不但滿足了我國企業對技術升級改造的需求，還存在廣大的市場空間和前景，擁有巨大的發展潛能。