CN1038608A - 铜－铝连接管的焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及摩擦焊领域。

主要用于焊接电冰箱的铜铝连接管。

本发明方法是使用媒介衬管的摩擦焊。所用的媒介衬管是钛管。

本发明方法焊接质量高，精度高、效率高，电力消耗小，接头强度高，焊件不起氧化，不易腐蚀，内外光洁度高，接头无需热处理。废品率低，可批量生产，是制造电冰箱用铜铝连接管适宜的焊接方法。

Description

本发明涉及摩擦焊领域。

电冰箱蒸发器由铜质改为铝质后，它与管路系统中铜管连接需要采用过渡接头，即铜铝连接管。蒸发器输入端的连接管承受4个大气压力，输出端的连接管只承受2个大气压力，检验压力均为12个大气压力，一般试验压力为检验压力的1.5-2倍，所以连接管的试验压力均为18-25kg/cm²。目前国内外电冰箱所需铜铝连接管主要用闪光储能焊工艺生产，这种焊接工艺要求有自动控制装置和较大功率的接触设备，消耗电能大，接头成本高，操作困难，焊件易起氧化层和产生电化腐蚀。在国内曾有长沙矿冶研究院研究过电冰箱铜铝连接管爆炸焊接方法名称：电冰箱铜铝连接管爆炸焊接（长沙矿冶研究院：陈勇富、洪有秋、杨永顺、徐学征（85年《矿冶工程》第五卷第二期21～23页13页）。该法是用低爆速炸药的内爆法焊接工艺，不仅工艺复杂，而且技术指标较低。

本发明目的在于：采用一种改良的摩擦焊方法，从而得到适于电冰箱用的铜铝连接管。

本发明目的是这样达到的，采用媒介衬管的摩擦焊方法，使用钛管作为媒介衬管，从而本发明的目的就完全达到了。

以下对本发明方法进行详细说明：

有的工厂使用摩擦焊方法制造铜铝连接管，先用铜棒和铝棒相对加压旋转，使摩擦生热，从而其接触部分达到塑性状态，在加压下连接在一起，这种连接管的孔是在焊后钻出的，端面对接处有铝屑挤出物，不易清除而易受腐蚀，影响制冷，抗泄漏能力差，废品率高。

本发明采用改进的摩擦焊方法，在铜管和铝管内衬上一段钛质媒介衬管，三位一体进行摩擦焊接，从而得到适于电冻箱用的铜铝连接管。

电冰箱用铜铝连接管的工艺流程是按照所需尺寸截取铜管和铝管-去除油污-软化-去毛刺-焊接-焊件外部抛光整形-按技术要求缩口和扩孔-检漏-内部光洁清洗-化学处理-上防蚀剂-烘干-包装。显然，本发明只对焊接这道工序进行了改进。

本发明使用的铜管和铝管是按照冰箱用铜铝接头要求选用，铜管是紫铜管T₂m，直径8毫米，壁厚1-1.5毫米，铝管L₂m，直径8毫米，壁厚1-1.5毫米。

在焊机上先用弹簧卡头把铜管固定在主轴上，出模量为10毫米，将铝管固定在移动卡具上，出模量约为8毫米，再将媒介衬管固定在铜管内，它的另一端与电机尾座钢芯连接，媒介衬管应与铝管同心。当然在焊接前按照工序，将管子接头去除油污，软化和去毛刺。主轴转速是1800-2400转/分钟，电机尾座钢芯转速是顺时针670转/分钟，而铝管静止不动，在旋转下焊件对焊时间5-9秒，对焊时焊件表面压力压强为5-8千克力/毫米²，中间刹车，刹车时间约为0.5秒，再进行顶锻加压，时间5-7秒，顶锻压力为焊件表面压强12-16千克力/毫米²。焊接结果是铜铝管端部焊合良好，而媒介管则衬于两管之间的内部，焊进速度是每秒2毫米，铝管的焊接变形量为7毫米，铝管的顶锻变形量为2毫米。以上在对焊过程中，由于摩擦刚开始接触未加压时发热量为1%;当加压后，铜铝管之间凝结急剧增加阶段发热量为12%;焊接稳定阶段达到高潮时的发热量为87%，全部时间为5-9秒钟。

以上主轴转速如超过2400转/分钟，或者时间大于9秒，或压力大于8千克力/毫米²，则发热过多，管件易变形，易产生氧化现象;如主轴转速小于1800转/分钟，或者时间小于5秒，或者压力小于5千克力/毫米²，则发热不足，焊接结构不良，接头强度不足。顶锻时间与压力也应在本发明规定范围内，否则质量也不良，其理由与以上对焊时的情况相同。

本发明所用媒介衬管是钛管，其尺寸为0.2-0.4毫米。直径4.8-5.8毫米（外径），长度为10-15毫米。如厚度太厚则影响冰箱内制冷剂的流量，如厚度小于0.2毫米，则易于发软变形，起不到媒介衬管作用;其直径按照铜管直径在4.8-5.8毫米内选用，如直径太大则不能纳入铜管内;而直径太细又影响焊接质量。钛管的长度如小于10毫米，则在焊接过程中焊接变形量加上顶锻变形量共为7毫米加2毫米时，钛管的长度将小于变形量，因而起不到媒介衬管的作用，焊接质量不良，如果钛管长度大于15毫米，超过了焊区范围，则过多影响管内冰箱制冷剂的流量，因此长度以10-15毫米为宜。

本发明所用媒介衬管是钛管，钛管强度高，耐腐蚀性好，焊后不生氧化皮、焊渣或焊瘤。

本发明焊接方法具有许多优点：本工艺焊接质量高，精度高，效率高，电力消耗小，电功率消耗是闪光储能焊的1/5-1/10，每台焊机年节电量达2万多度。接头强度等于超过铝管强度，焊件不起氧化，不易腐蚀，内外光洁度高，抗拉、抗弯的承受力比其它焊接方法大，焊接精度高达0.1毫米。

本发明焊接工艺可作批量生产，容易形成自动化，由于焊件局部摩擦生热，并在温度不太高和压力较小下进行，金属性能不发生变化，从而无需进行热处理。

本发明最大特点是年渗漏率比闪光储能焊件小近千倍。此外，本发明方法比闪光储能焊的废品率大为降低，闪光储能焊废品率为3%-5%，有时可达10%-15%，而本发明方法的废品率仅为0.2%-0.5%，同时，焊接烧损率比闪光储能焊少。

实施例：

主轴转速2100转/分钟，电机尾座钢芯转速为670转/分钟，焊件对焊时间6秒;焊件对焊无力为焊件表面压强7公斤力/毫米²，刹车时间为0.5秒，顶锻加压6秒，顶锻压力为焊件表面压强14公斤力/毫米²，焊接变形量铝管为7毫米，顶锻变形量为2毫米，所作铜铝连接管性能如下：

抗拉强度为122MPa/毫米²，断在铝管一侧，用二个试样作弯曲试验，在弯曲90°后，又向反方向弯曲90°，未见裂纹;在X-射线探伤检验中，在焊接处比较均匀，未发现气孔，裂纹及未焊透等缺陷;所用设备为有色金属研究总院的MRS-160型，按照JISH3107标准检验：在Zhp-10型氦质谱仪上用喷吹法检漏（最小可检灵敏度为2×10^-11托·升/秒），平均漏率≤4×10^-10托·升/秒，转换成氟里昂-12的漏率为1.96×10^-10托·升/秒，即0.0432毫克/年;闪光储能焊年渗漏率为≥5×10^-8托升/秒，即0.05克/年。

焊口观察表明，三管同心，截面呈园形，内外光洁度好，无毛刺，无铜铝屑，无油污及游离杂质，金相检验表明焊处分布均匀，无气孔等缺陷，无氧化层。

Claims (3)

1、铜铝连接管焊接方法，

包括将铝管和铜管去除油污，软化，去毛刺，焊接、焊件外部抛光整形，缩口和扩孔，检漏，内部光洁清洗，化学处理，上防蚀剂，烘干包装各工序，其特征在于：所说的焊接是使用媒介衬管的摩擦焊，所说的媒介衬管是钛管。

2、按照权利要求1所说的焊接方法，其特征在于：所说的使用媒介衬管的摩擦焊工序如下：

a、铜管固定在主轴上，铝管固定在移动卡具上，媒介衬管固定在铜管上，其另一端与电机尾座钢芯连接，媒介衬管与铝管同心;

b、主轴转速1800-2400转/分钟，电机尾座钢芯转速是顺时针670转/分钟，铝管静止不动;

c、在旋转下对焊时间为5-9秒，压力为焊件表面压强为5-8千克力/毫米²;

d、中间刹车时间为0.5秒;

e、顶锻加压，时间为5-7秒，顶锻压力为焊件表面压强为12-16千克力/毫米²。

3、按照权利要求1或2所说的焊接方法，其特征在于：所用铜管直径为8毫米，壁厚1-1.5毫米;铝管直径8毫米，壁厚1-1.5毫米，钛管直径4.8-5.8毫米，壁厚0.2-0.4毫米，长度为10-15毫米。