CN101480671A - 空调器用双层铜焊钢管生产工艺 - Google Patents

空调器用双层铜焊钢管生产工艺 Download PDF

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Abstract

空调器用双层铜焊钢管生产工艺，将低碳无间隙原子钢制成的分条双面镀铜钢带平放于开卷盘上；将镀铜钢带在成型机上卷轧720°形成双层卷焊管管筒；送入钎焊炉中，并在炉中通入NH3分解保护气体进行钎焊；将钎焊好的双层卷焊管送入内通NH3分解保护气体的密闭冷却管道冷却，再经缓冷及进一步冷却；之后，用钝化水直接喷淋、烘干；最后用收卷机收集成盘，经退火后在其表面进行常规连续酸性镀铜，用三氯甲烷或四氯化碳对管内壁进行反复冲洗得使用要求的双层铜焊钢管。采用本发明的生产工艺得到的双层铜焊钢管其塑性应变比r＞2.0、应变硬化指数n＞0.25、延伸率δ＞45％、屈服强度δs小于150MPa。中性盐雾试验(NSS)时的耐蚀时间大于500h，同时防腐保护层在700℃～900℃不被破坏。

Description

空调器用双层铜焊钢管生产工艺
技术领域
本发明属于制造工程领域，具体涉及一种空调器用双层铜焊钢管生产工艺。
背景技术
双层铜焊钢管(也称为双层卷焊管)是用冷轧带钢经双面镀铜后，在专用成型机组上卷轧720°形成双层铜焊钢管管筒，再经高温钎焊而成的一种小口径薄壁双层直缝精密钢管。该管材具有耐高压、耐腐蚀、抗振疲劳强度高、内表面光洁及价格便宜等特点，是替代铜管的理想管材，在我国已生产了近二十年，前期主要应用于冰箱、冰柜的冷凝器管(现在逐渐已被单层焊管代替)，目前主要用于制作汽车刹车管和各种油管，在这些应用领域技术已十分成熟。
虽然双层铜焊钢管是替代铜管的理想管材，但由于屈服强度高，人工无法成型等原因一直未能在空调器上获得应用。申请人已于2007年4月24日和2008年3月21日分别申请了《空调器室内/外机连接用双层卷焊管生产工艺》专利号：200710019697.3、《空调器室内/外机连接用双层卷焊管生产工艺》申请号：200810017770.1，上述两项专利申请已解决了双层铜焊钢管作为空调器室内/外机连接管使用中的柔软性问题，实现了人工弯曲成型。但以上两项专利申请未能解决以下几方面问题：
第一，上述两项专利申请未涉及空调器室外机内部配管的生产工艺。而空调器使用大量铜管，除蒸发器、冷凝器所用铜管需要进行热交换，必须使用铜管外，其它管路不散热更有利于提高热效率；
第二，上述两项专利申请得到的双层卷焊管未涉及管内清洁度的保障工艺。空调器毛细管最小内径仅仅1mm多一点，压缩机间隙也仅3～5mm，所以，GB17791《空调与制冷设备无缝铜管》在2007年修订时将管材内表面残留污物指标以≤0.038g/m2提高为≤0.025g/m2，空调主机还要求单个杂质量≤2g/m2；而YB4164-2007《双层铜焊钢管》标准中规定管材内表面清洁度的残留物≤0.16g/m2远远超出空调器的要求，必须进行有效处理。
第三，上述两项专利申请得到的双层卷焊管未涉及钢管的表面防腐工艺。汽车领域使用双层铜焊钢管时防腐采用镀锌方式，在YB4164-2007标准中，将镀锌后作中性盐雾试验(NSS)时的耐蚀时间分为A、B、C、D、E共五级，最长耐蚀时间≥200h，而空调器要求管材的耐蚀时间必须大于500h，同时还要求防腐保护在700℃～900℃，而锌的熔点为419.5℃，无法达到空调行业要求，必须采用新的防腐工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种空调器用双层铜焊钢管生产工艺，既能生产空调器室外机内配管，也能生产空调器室内/外机连接管，不仅解决双层铜焊钢管替代铜管时的柔软性，便于人工弯曲成型，而且解决管材内表面清洁度和外表面防腐问题，使双层铜焊钢管直接应用于空调器。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
制管：
1)开卷：首先将W(C)<0.008％，W(N)<0.003％的超低碳无间隙原子钢制成的分条双面镀铜钢带平放于第一开卷盘上；
2)成型：将镀铜钢带在成型机上卷轧720°形成双层卷焊管管筒；
3)钎焊：将成型好的双层卷焊管管筒连续送入钎焊炉中，并在炉中通入NH3分解保护气体，在1084℃+30℃以铜为钎料进行钎焊；
4)水冷：从钎焊炉出来的管材温度接近铜的熔点，管外部铜层极易流淌形成漏钢、铜瘤等缺陷，应迅速将管材进行冷却，工艺设置将钎焊好的双层卷焊管连续送入内通NH3分解保护气体的密闭管道，管道外部用循环水进行冷却，使双层卷焊管迅速降温至铜的熔点以下，为保证管材柔软性，密闭管道的出口温度控制在850℃—950℃；
5)缓冷：将水冷后的双层卷焊管连续送入内通NH3分解保护气体的不锈钢管内进行均匀缓慢冷却，不锈钢管外用空气冷却，以减缓管材的冷却速度；
6)水冷：在冷却管中进行二次水冷；
7)钝化喷淋：对冷却后的双层卷焊管继续送入喷淋段中，用钝化水直接喷淋，使卷焊管表面形成一层钝化保护膜；
8)探伤：钝化喷淋冷却后的双层卷焊管穿过涡流探伤仪，对卷焊管焊接质量进行探伤检验；
9)收卷：将探伤后的双层卷焊管用收卷机收集成盘状；
管材集中离线在连续退火炉中进行退火：
将收集成盘状的双层卷焊管放于第二开卷盘上经校直机校直后送入通有氨分解保护气体的马弗管和冷却管中进行退火，其中马弗管置于加热炉内其温度为600℃～950℃，加热时间为30-90s，再经冷却管水冷至室温完成退火；由牵引机保证管材连续均匀实现退火，最终由收料盘将退火后的双层铜焊钢管收成盘料完成整个退火；
外表面防腐处理
将退火后的双层铜焊钢管外表面进行常规连续酸性镀铜，增加管外表面铜层厚度到15～30微米，再涂敷铜保护液；
内表面清洗处理
用三氯甲烷或四氯化碳对管内壁进行反复冲洗，保证管内表面清洁度；
最后，根据用户要求，进行盘管或定尺并包装。得到满足于空调器内、外机连接管和室外机内部配管使用要求的双层铜焊钢管。
本发明的马弗管的入口、冷却管的出口分别设置有氮气进气口和氨分解保护气体入口，退火前先通过氮气进气口通入氮气洗炉，然后关闭氮气进气口同时打开氨分解保护气体入口通入氨分解保护气体。
按照本发明的制备方法制成的双层铜焊钢管塑性应变比r>2.0、应变硬化指数n>0.25、延伸率δ>45％、屈服强度δs小于150MPa，管材内表面清洁度的残留物≤0.025g/m2，单个杂质量≤2g/m2；中性盐雾试验(NSS)时的耐蚀时间大于500h，防腐保护层在700℃～900℃不被破坏。
采用本发明的生产工艺得到的双层铜焊钢管其塑性应变比r>2.0、应变硬化指数n>0.25、延伸率δ>45％、屈服强度δs小于150MPa。应变硬化指数n值高，变形应力随应变迅速增加，有利于实现均匀变形，同时，又具有很高的塑性应变比r，具有良好的拉深成形性能，作为空调连接管现场安装时，能够实现空调连接管安装现场的人工成形，不会出现压扁、管壁起皱现象。管材内表面清洁度的残留物≤0.025g/m2，单个杂质量≤2g/m2；3.中性盐雾试验(NSS)时的耐蚀时间大于500h，同时防腐保护层在700℃～900℃不被破坏。
附图说明
图1是本发明制管的生产设备图；
图2是本发明退火的生产设备图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，制管：本发明生产双层卷焊管镀铜钢带选用超低碳无间隙原子钢[W(C)<0.008％，W(N)<0.003％的精密冷轧钢带，钢带先进行双面镀铜，镀铜厚度为0.003～0.004毫米，再根据管径大小，将镀铜钢带分剪成要求的宽度将镀铜分条钢带平放于开卷盘1上；分条钢带头部与前一条钢带尾部焊接；将镀铜钢带在成型机2上卷轧720°形成双层卷焊管管筒；打开NH3分解保护气体管道阀门，将钎焊炉3、密闭管道4、不锈钢管5中充满NH3分解保护气体；启动生产线，将钎焊炉3温度调到1084℃+30℃以铜为钎料进行钎焊，将钎焊好的双层铜焊钢管送入内通NH3分解保护气体的密闭冷却管4中，管道4外部用循环水进行冷却，使双层铜焊钢管迅速降温至铜的熔点以下，防止产生铜瘤；连续送入外部空气冷却的不锈钢管5内进行缓慢冷却；对缓冷后的双层铜焊钢管在6中继续进行二次水冷；最后送入喷淋段7中，用钝化水直接喷淋，使卷焊管表面形成一层钝化保护膜；钝化喷淋冷却后的双层铜焊钢管穿过涡流探伤仪8，对卷焊管焊接质量进行探伤检验；将探伤后的双层铜焊钢管用收卷机9收集成盘状；由于制管线整体长度加长，为了防止管壁划伤，制管线中段增加2～3套托轮装置。
参见图2，离线连续退火炉中进行退火：将马弗管11置于加热炉15内升温到600℃～950℃，进行恒温控制；打开马弗管11入口、冷却管12出口的氮气进气口16通人氮气进行洗炉。经过10分钟后，打开马弗管11入口、冷却管12出口的氨分解保护气体入口17通入氨分解气，并关闭氮气进气口16；制管工序中收集成盘状的管材，放于第二开卷盘1-1上；双层铜焊钢管经校直机10校直后进入通有氨分解保护气体并加热到600℃～950℃的马弗管11中；再经冷却管12水冷却至室温完成退火；由牵引机13保证管材连续均匀实现退火；最终由收料盘14将退火后的双层铜焊钢管收成盘料完成整个退火工序；
外表面防腐处理：由于铜的腐蚀过程是面腐蚀，而且铜的熔点为1084℃，所以本发明采用铜做为管材外表面的防腐金属，将退火后的双层铜焊钢管外表面进行常规连续酸性镀铜，增加管外表面铜层厚度到15～30微米，再涂敷铜保护液；
内表面清洗处理：用三氯甲烷或四氯化碳对管内壁进行反复冲洗。保证管内表面清洁度。并按GB/T17791-2007规定的判定规则每批抽一试样进行清洁度测定，达到管材内表面清洁度的残留物≤0.025g/m2，单个杂质量≤2g/m2。
最后，根据用户要求，进行盘管或定尺并包装。得到满足于空调器内、外机连接管和室外机内部配管使用要求的双层铜焊钢管。

Claims (3)

1、空调器用双层铜焊钢管生产工艺，其特征在于：
制管：
1)开卷：首先将W(C)<0.008％，W(N)<0.003％的超低碳无间隙原子钢制成的分条双面镀铜钢带平放于第一开卷盘(1)上；
2)成型：将镀铜钢带在成型机(2)上卷轧720°形成双层卷焊管管筒；
3)钎焊：将成型好的双层卷焊管管筒连续送入钎焊炉(3)中，并在炉中通入NH3分解保护气体，在1084℃+30℃以铜为钎料进行钎焊；
4)水冷：从钎焊炉(3)出来的管材温度接近铜的熔点，管外部铜层极易流淌形成漏钢、铜瘤等缺陷，应迅速将管材进行冷却，工艺设置将钎焊好的双层卷焊管连续送入内通NH3分解保护气体的密闭管道(4)，管道(4)外部用循环水进行冷却，使双层卷焊管迅速降温至铜的熔点以下，为保证管材柔软性，密闭管道(4)的出口温度控制在850℃—950℃；
5)缓冷：将水冷后的双层卷焊管连续送入内通NH3分解保护气体的不锈钢管(5)内进行均匀缓慢冷却，不锈钢管(5)外用空气冷却，以减缓管材的冷却速度；
6)水冷：在冷却管(6)中进行二次水冷；
7)钝化喷淋：对冷却后的双层卷焊管继续送入喷淋段(7)中，用钝化水直接喷淋，使卷焊管表面形成一层钝化保护膜；
8)探伤：钝化喷淋冷却后的双层卷焊管穿过涡流探伤仪(8)，对卷焊管焊接质量进行探伤检验；
9)收卷：将探伤后的双层卷焊管用收卷机(9)收集成盘状；
管材集中离线在连续退火炉中进行退火：
将收集成盘状的双层卷焊管放于第二开卷盘(1-1)上经校直机(10)校直后送入通有氨分解保护气体的马弗管(11)和冷却管(12)中进行退火，其中马弗管(11)置于加热炉(15)内其温度为600℃～950℃，加热时间为30-90s，再经冷却管(12)水冷至室温完成退火；由牵引机13保证管材连续均匀实现退火，最终由收料盘14将退火后的双层铜焊钢管收成盘料完成整个退火；
外表面防腐处理
将退火后的双层铜焊钢管外表面进行常规连续酸性镀铜，增加管外表面铜层厚度到15～30微米，再涂敷铜保护液；
内表面清洗处理
用三氯甲烷或四氯化碳对管内壁进行反复冲洗，保证管内表面清洁度；
最后，根据用户要求，进行盘管或定尺并包装，得到满足于空调器内、外机连接管和室外机内部配管使用要求的双层铜焊钢管。
2、根据权利要求1所述的空调器用双层铜焊钢管生产工艺，其特征在于：所说的马弗管(11)的入口、冷却管(12)的出口分别设置有氮气进气口(16)和氨分解保护气体入口(17)，退火前先通过氮气进气口(16)通入氮气洗炉，然后关闭氮气进气口(16)同时打开氨分解保护气体入口(17)通入氨分解保护气体。
3、一种按照权利要求1所述的空调器用双层铜焊钢管生产工艺，其特征在于：塑性应变比r>2.0、应变硬化指数n>0.25、延伸率δ>45％、屈服强度δs小于150MPa，管材内表面清洁度的残留物≤0.025g/m2，单个杂质量≤2g/m2；中性盐雾试验(NSS)时的耐蚀时间大于500h，防腐保护层在700℃～900℃不被破坏。
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