CN103331538A - 一种铜管充氮焊接方法及充氮焊接控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铜管充氮焊接方法及充氮焊接控制装置。焊接方法包括以下步骤：A、参数设定阶段，充氮的压力值设定为不高于0.05MPa，充氮的流量值根据铜管的截面积而进行相应的设定；B、焊接进行阶段，按照A步骤中设定的参数，将氮气充入铜管进行焊接；C、焊接最后阶段，氮气的流量减小到不低于1L/min；本发明还涉及一种使用该焊接方法的焊接控制装置，包括氮气瓶、减压阀、压力表、氮气管和气体流量计。在实践基地或实验室，通过采用上述的技术方案，有效地防止在焊接铜管时引起的氧化现象，本发明推广应用到产业领域，如空调制冷管路的焊接，避免管内形成氧化层，降低制冷系统的故障率，提高空调产品的质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种铜管充氮焊接方法和装置，特别涉及推广应用于空调铜管充氮焊接的方法及使用该充氮焊接方法的充氮焊接控制装置。
背景技术
在中学生素质教育学工实践基地，建有机械、模具、数控、机电、焊接、汽修等六个标准实训车间，实践操作项目主要包括钳工加工、电子控制电路制作、简易机器人制作、数控加工、汽车保养、管路焊接等。中学生根据实践项目的难易程度及所需时间，根据自己的兴趣选择其中一项，独立完成或以小组形式合作完成。每个实训车间配有专职指导教师，在充分保证设备使用时的安全性的基础上，中学生得以理论与实践相结合的训练，并给学生提供创新和发明的机会。比如，在学工实践活动的管路焊接项目中，学生选择铜管焊接项目。最初在进行铜管焊接时，在管壁上极容易形成黑色氧化层即氧化铜，后来经过度改进，在铜管焊接时充入氮气，低压氮气吹跑氧气保护铜管在焊接时不会氧化。但是由于氮气的流量和压力掌握不好，还会出现不同程度的氧化现象。
基于此，在工业领域铜管焊接的调查活动中发现：空调系统的铜管在施工焊接时，铜管焊接时必须采用管内充入氮气进行保护，缺乏流动氮气会产生氧化膜，如CU2O。产生的大量氧化膜导致空调系统中产生致命故障，氧化物导致毛细管或膨胀阀堵塞，排气温度不正常，压缩机卡缸，空调系统出现不制冷或不制热质量问题。经过大量调查分析，外来异物堵塞气液分离器的回油孔是导致压缩机卡缸的主要原因。
目前传统的空调铜管焊接注入氮气时，仅对充氮压力进行控制，而对于氮气的流量没有进行科学的计算与优化调整，无法根据相互焊接铜管的直径不同而选择合适的氮气的流量，从而既保证铜管焊接时不产生氧化物，又保证氮气量的合理使用量。
发明内容
本发明基于上述现有技术中的缺陷，解决上述问题，本发明提供一种铜管充氮焊接的方法及使用该焊接方法的控制装置。
本发明的目的在于，通过对氮气压力及流量的合理科学计算，焊接不同管径的铜管充入不同流量的氮气，确保铜管内不产生氧化物，提高空调质量，降低成本。
为了实现本发明的发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种铜管充氮焊接的方法，焊接时往铜管内充入氮气，铜管另一端开放，其特征在于包括以下步骤；
A、参数设定阶段，充入氮气的压力值设定为不高于0.05Mpa，氮气的流量值根据铜管的截面积而进行相应的设定，氮气流量值与铜管截面积成正比，
当相焊接的两铜管直径相同时，每分钟充入氮气的升数约等于铜管截面积的平方厘米数据；
当相焊接的两铜管直径不相同时，每分钟充入氮气的升数约等于两铜管截面积平均值的平方厘米数据；
B、焊接进行阶段，按照A步骤中所得参数，将氮气充入铜管进行焊接；
C、焊接最后阶段，氮气的流量减小到不低于1L/min；
进一步地，所述氮气流量值在实施时进行优化调整，当氮气流量计算值在2 L/min -5L/min范围时，实施值为3L/min，当氮气流量计算值小于2 L/min时，实施值为1L/min，当氮气流量计算值大于5 L/min时，实施值为5L/min。
当所述充氮流量计算值大于4L/min时，铜管氮气出口端封住二分之一。
当焊接多段铜管时，临时接合面用绝缘胶带缠住。
当焊接铜管配管时，只保留一个氮气出口。
当焊接铜管弯头时，在弯头处加一段辅助直铜管，直铜管的长度至少为300mm。
本发明的另一方案，提供了一种使用上述充氮焊接方法的控制装置，包括氮气瓶、减压阀，压力表、氮气管，其特征在于，还包括气体流量计，气体流量计设有流量调节旋钮和流量读数仪。
所述的压力表有二个，压力表I与减压阀进气端相连通，用于测量氮气瓶中氮气压力，压力表II与所述减压阀相连，用于测量减压后氮气的压力，所述减压阀的出气端连接所述气体流量计，经调压、调速的氮气经所述氮气管输出，充入到铜管中。
通过采用上述的技术方案，通过对氮气压力及流量的合理科学计算，并进行优化调整，据焊接铜管的管径不同而充入不同流量的氮气，实现铜管焊接管内不产生氧化物，因此避免了因氧化物堵塞空调气液分离器、毛细管等问题，提高空调整机质量，并且氮气的流量适当，避免了浪费，降低了焊接过程中的成本。
附图说明
图1为使用本发明所述空调铜管焊接的方法的焊接控制装置示意图；
图2为铜管连接及氮气流向示意图。
1. 氮气瓶, 2.减压阀，21.减压阀旋钮， 3.压力表, 4.氮气管, 5.气体流量计，51.流量调节旋钮, 52.流量读数仪，6.铜管, 61.铜管焊接处。
具体实施方式
下面结合附图1，对本发明提供的铜管充氮焊接的方法的焊接控制装置进行详细说明。铜管充氮焊接的作业方法如下：
充氮的供给压力设定在0.05MPa以下；氮气流量值的设定，前提条件是相焊接的铜管的入口到出口的直径要相同，并且管的端口是开放的。当管径在25.4mm、壁厚为1mm的铜管，管内截面积为3.14*(25.4/2-1)2=429.8mm2，氮气流量与铜管截面积成正比，由此，氮气流量的计算值约为4L／min。充氮的流量并不是特别规定的，可以根据实验结果进行优化得出的流量的实施值，采用这个流量不会产生氧化膜，管内侧也不会变色。如果流量太少，管内侧会变色。据依25.4mm的断面面积为基准，参考流量如下表所记，实施焊接时选择为3 L／min。
当如果铜管本管与分岐管（即铜管支路）进行焊接时，也就是说相焊接的铜管的直径不相同，一端变细时，那么在焊接的时候，流量的设定可以采用本管与分岐管的流量的平均值。
当多段铜管相连接时，临时性的接合面要用聚氯乙烯绝缘带缠住，避免漏气，封口胶带不可以使用透明胶带。
焊接最后阶段，为了防止由于氮气的喷出产生气孔，氮气的流量可以比上表的流量少一些，但不可低于1L/min以下。
当焊接完成后，氮气仍需要吹着焊接部慢慢降温，一直充到焊接部可以用手触摸为止。
另外，为了保证焊接管内的氮气流量，建议∮25以上的直管焊接时，出口处用聚氯乙烯绝缘带vinyl tape封口铜管截面的1/2，留出1/2作为氮气出口，以保证氮气量充足；
当焊接冷媒配管时，有多个氮气管，必须保证只保留一个氮气出口即可；
当焊接弯头时，因为焊接点距离弯头（氮气出口处）距离较小，易造成焊接处氮气流量不足，要求此类焊接作业时在弯头处加一段300mm以上的直管，以保证焊接点的氮气流量充足。
如图1所述的空调焊接控制装置，包括氮气瓶1、减压阀2，减压旋钮21，压力表3、氮气管4，气体流量计5，流量调节旋钮51和流量读数仪52。氮气瓶1出口连接减压阀2进口，压力表I与减压阀进气端相连通，压力表II与减压阀出气端相连通，压力表I显示出氮气瓶中氮气的压力值，通过调节减压旋钮21，氮气经过减压，通过压力表II显示减压后的压力到设定值0.05MPa以下，氮气通过连接管连接到气体流量计5，通过旋转流量调节旋钮51，直到流量读数仪52上显示出所需的氮气流量值。在调节过程中，要正确使用的氮气减压阀和气体流量计，经调压、调速的氮气经由氮气管4输出，充入到需焊接的铜管中。
结合附图2说明铜管连接和氮气流向图。装配铜管6时，确认铜管焊接处61的间隙是否合适。方法是将连接后的铜管竖起，如果能靠摩擦力作用铜管而不掉下则认为是合适的。另外，对焊接处进行清洁，如有油污的话，用丙酮或酒精溶剂进行脱脂处理。铜管在焊接温度下表面氧化剧烈，为有效减少铜管内部氧化皮的产生要求对铜管进行充氮保护。在铜管装配后，对铜管接头内部充氮。充氮气压按设定值充入铜管中，并且保证充入铜管内的氮气流量与管径成正比，装配后开始充氮至焊后冷却继续充氮10秒以上。充氮时使氮气全部充入管内，要保证氮气达到各焊接接头处，有效地排出空气，连续充氮时一定要有出气口，否则在焊接时气体从接头间隙处逸出，使焊接填料困难，并易产生气孔。
综上所述，通过上述的技术方案，在焊接铜管时设定充氮压力，并且根据焊接铜管的管径不同而充入不同流量的氮气，做到焊接时铜管内壁不产生氧化物，从而避免经长期使用后，氧化层脱落，堵塞制冷系统，提高产品质量，降低了成本。
当然，本发明并不限于上述举例，对于本领域技术人员来说显而易见的技术方案，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，对本发明做各种修改和改变在本发明权利要求及其等同替换的范围内，则本发明涵盖这样的修改和改变。
Claims (8)
1.一种铜管充氮焊接方法，焊接时往铜管内充入氮气，铜管另一端开放，其特征在于包括以下步骤；
A、参数设定阶段，充入氮气的压力值设定为不高于0.05Mpa，氮气的流量值根据铜管的截面积而进行相应的设定，氮气流量值与铜管截面积成正比，
当相焊接的两铜管直径相同时，每分钟充入氮气的升数约等于铜管截面积的平方厘米数据；
当相焊接的两铜管直径不相同时，每分钟充入氮气的升数约等于两铜管截面积平均值的平方厘米数据；
B、焊接进行阶段，按照A步骤中所得参数，将氮气充入铜管进行焊接；
C、焊接最后阶段，氮气的流量减小到不低于1L/min。
2.根据权利要求1所述的铜管充氮焊接方法，其特征在于：所述氮气流量值在实施时进行优化调整，当氮气流量计算值在2 L/min -5L/min范围时，实施值为3L/min，当氮气流量计算值小于2 L/min时，实施值为1L/min，当氮气流量计算值大于5 L/min时，实施值为5L/min。
3.根据权利要求2所述的铜管充氮焊接方法，其特征在于：当所述充氮流量计算值大于4L/min时，铜管氮气出口端封住二分之一。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的铜管充氮焊接方法，其特征在于：焊接多段铜管时，临时接合面用绝缘胶带缠住。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的铜管充氮焊接方法，其特征在于：焊接铜管配管时，只保留一个氮气出口。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的铜管充氮焊接方法，其特征在于：焊接铜管弯头时，在弯头处加一段辅助直铜管，直铜管的长度至少为300mm。
7.一种使用权利要求1至3任一项所述方法的充氮焊接控制装置，包括氮气瓶、减压阀，压力表、氮气管，其特征在于，还包括气体流量计，气体流量计设有流量调节旋钮和流量读数仪。
8.根据权利要求7所述的充氮焊接控制装置，其特征在于：所述的压力表有二个，压力表I与减压阀进气端相连通，用于测量氮气瓶中氮气压力，压力表II与所述减压阀相连通，用于测量减压后氮气的压力，所述减压阀的出气端连接所述气体流量计，经调压、调速的氮气经所述氮气管输出，充入到铜管中。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: QINGDAO VOCATIONAL TECHNOLOGY COLLEGE Free format text: FORMER OWNER: CHEN MENGYUAN Effective date: 20150603 |
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| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Chen Mengyuan Inventor after: Hua Zezhen Inventor after: Li Yuanchao Inventor before: Chen Mengyuan |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: CHEN MENGYUAN TO: CHEN MENGYUAN HUA ZEZHEN LI YUANCHAO |
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Effective date of registration: 20150603 Address after: 266555 No. 369 Qian Tang Road, Qingdao economic and Technological Development Zone, Shandong, China Applicant after: Qingdao Vocational Technology College Address before: Shinan District 266071 Shandong city of Qingdao province Xuzhou Road No. 2 14-3-602 Applicant before: Chen Mengyuan |
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Granted publication date: 20170801 Termination date: 20190710 |
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