CN103978286A - 一种管状部件焊接方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种管状部件焊接方法和应用,管状部件包括待焊接的两个部分,该两个部分的端口相互套接,所述的焊接为电弧焊接、电子束焊接或激光焊接,并通过送丝方式进行焊接。本发明在焊接时主要提供熔融焊丝的热量,热量集中,无需整体过炉焊,也比直接加热待焊接的两个管状部件端口至自溶焊接所需热量低,因此对设备的功率要求很低,同时待焊接的两部分的尺寸精度要求不高,焊接面的要求不高,能够实现良好的熔合,焊接强度、生产效率均大幅提高。

Description

一种管状部件焊接方法和应用
技术领域
[0001] 本发明涉及焊接领域,特别是空调、压缩机部件的焊接方法和应用。
背景技术
[0002] 空调、压缩机中的很多管状部件都是通过焊接固定的,例如压缩机储液器、空调消音器、中央空调用气液分离器、中央空调用油气分离器等的壳体;压缩机的排气管、吸气内管、吸气外管、储液器进气管或储液器出气管;空调器的配管、连接管、换向阀管或膨胀阀管
坐坐寸寸ο
[0003] 以压缩机储液器壳体为例,一般采用铁质材料制作,有两种结构:(I)壳体大致呈管状,分上半部和下半部两部分,其中一部分的焊接端的内径大于另一部分的外径,两部分套接,套接面之间有铜焊料,然后整体进行过炉焊。(2)壳体大致呈管状,包括一中空的筒体及分别结合在筒体两端的上端盖和下端盖,三部分对应的焊接端也是套接,套接面之间有铜焊料,然后整体进行过炉焊。但是,这种焊接方式的工作成本高、工序复杂、效率很低,而且由于焊接时仅有焊料会熔融,因此焊缝的焊接强度一般。
[0004] 为解决上述问题,中国专利申请201210589308.5,公开了一种压缩机及其制造方法和应用,其中储液器壳体的各组成部分间对接,对接端口通过闪光焊焊接。但是,采用该种工艺又出现了其他问题:对接焊接对焊接端口的尺寸精度要求非常高,对接表面的处理也要求较高;闪光焊需要夹紧壳体各部分来实施顶锻力并达到一定的顶锻速度,容易使表面出现夹紧伤;如果壳体采用上述第(2)种结构的话,由于闪光焊工艺的限制,焊接时部品将有分离、靠近的动作,无法实现三部件同时焊接,需要分两次进行焊接;由于各部分多次分离、接触、对中,使得焊接时对中性差;由于顶锻力使各部分焊接处熔融的铁向两边挤出,令壳体焊接处的内外表面均形成有凸起的异物,而由于储液器的结构限制,凸起的易脱落的异物将被封存在壳体内,无法通过后续工序消除,而由于异物的存在,该储液器将无法在压缩机中使用;焊接功率要求较大,因此设备投资大;焊接强度较难控制,例如焊接时,各部分接近-分离,热量不稳定,焊接质量也不稳定,而且热应力大,冲击力大,易造成晶格断裂、产生热裂纹,另外过程中对接处端部容易氧化使焊接处夹杂氧化物降低焊接强度。然而,即便完全改善了上述问题,对接处实现了良好的对接,但是在安装使用时,壳体会受到左右方向的振动,此时对接结构的焊缝受到的是左右方向的剪切力,而套接结构的焊缝受到的则是上下方向的拉伸力,因此对接结构比套接结构的焊缝强度仍然会大幅降低九成以上。
[0005] 为解决上述问题,有人发明了通过氩弧焊、高频焊等焊接方式,对同种金属管材或异种金属管材进行无焊丝或焊料的焊接,通过精确控制焊枪热量的分配,直接加热使待焊接两部分的待焊接面处金属形成熔池,使两者自熔焊接。由于金属的热传导性,因此焊枪热量容易被分散,待焊接面处金属要形成能确保焊缝质量的熔池的大小,焊枪功率要求较高,且大量热量被浪费。发明内容
[0006] 为解决上述问题,本发明的目的是提供一种管状部件焊接方法,其焊接强度高且稳定,焊接功率要求较低,同时效率提高。
[0007] 本发明还有一个目的是上述焊接方法在压缩机、空调器或中央空调部件中的应用。
[0008] 本发明的目的是这样实现的:一种管状部件焊接方法,其特征在于:所述的管状部件包括待焊接的两个部分,该两个部分的端口相互套接,所述的焊接为电弧焊接、电子束焊接或激光焊接,并通过送丝方式进行焊接。
[0009] 所述的送丝方式为填丝方式或熔化极方式。
[0010] 所述的通过电弧焊接时,送丝方式采用填丝方式或熔化极方式;所述的焊接为电子束焊接或激光焊接时,送丝方式采用填丝方式。
[0011 ] 所述两个部分的端口的焊接面为同种金属或异种金属。
[0012] 所述两个部分的端口的待焊接面同为铁基面,焊接时采用铁基、镍基或银基焊丝;两个部分的端口的的待焊接面同为不锈钢基面,焊接时采用铁基、镍基、铜基或银基焊丝;两个部分的端口的的待焊接面同为铜基面,焊接时采用铜基、镍基或银基焊丝;两个部分的端口的的待焊接面同为镍基面,焊接时采用镍基、铜基、铁基或银基焊丝;两个部分的端口的的待焊接面分别为铁基面和镍基面,焊接时采用铁基、镍基或银基焊丝;两个部分的端口的的待焊接面分别为铁基面和铜基面,焊接时采用镍基或银基焊丝;两个部分的端口的待焊接面分别为不锈钢基面和铜基面,焊接时采用铜基、镍基或银基焊丝;两个部分的端口的待焊接面分别为不锈钢基面和铁基面,焊接时采用铁基、镍基或银基焊丝;两个部分的端口的待焊接面分别为镍基面和铜基面,焊接时采用镍基、铜基或银基焊丝。
[0013] 所述的铁基焊丝中的含铁量为30%以上;铜基焊丝中的含铜量为20%以上;镍基焊丝中的含镍量为8%以上;银基焊丝中的含银量为5%以上。
[0014] 所述的待焊接的那部分是铜管材或表面镀铜的铁管材时,该部分的待焊接面为铜基面;待焊接的那部分是镍管材或表面镀镍的铁管材时,该部分的待焊接面为镍基面。
[0015] 所述的铁基面中含铁量为60%以上;不锈钢基面中的含镍量为8%以上;铜基面中的含铜量为40%以上;镍基面中的含镍量为20%以上。
[0016] 所述的电弧焊接为氩弧焊、等离子焊或准离子焊。
[0017] 所述的管状部件焊接方法应用于压缩机用储液器壳体、空调器用消音器壳体、中央空调用气液分离器壳体或油气分离器壳体,压缩机的排气管、吸气内管、吸气外管、储液器进气管或储液器出气管,空调器的配管、连接管、换向阀管或膨胀阀管的焊接。
[0018] 本发明管状部件待焊接的两部分套接后,通过电弧焊接、电子束焊接或激光焊接工艺并采用送丝方式对套接的进行焊接,焊接时主要提供熔融焊丝的热量,热量集中,无需整体过炉焊,也比直接加热待焊接的两个管状部件端口至自溶焊接所需热量低,因此对设备的功率要求很低,同时待焊接的两部分的尺寸精度要求不高,焊接面的要求不高,能够实现良好的熔合,焊接强度、生产效率均大幅提高。
附图说明
[0019] 图1是压缩机的结构示意图;[0020] 图2是本发明的实施例1生产原理示意图;
[0021] 图3是本发明的实施例2生产原理示意图;
[0022] 图4是本发明的实施例3生产原理示意图;
[0023] 图5是本发明的实施例4生产原理示意图;
[0024] 图6是本发明的实施例5生产原理示意图。
具体实施方式
[0025] 本发明是一种管状部件焊接方法,待焊接的两个部分的端口相互套接,即其中一部分的端口外径小于另一部分的端口内径。焊接采用电弧焊接、电子束焊接或激光焊接,并通过送丝方式进行焊接。送丝方式可以为填丝或熔化极中的一种,焊丝可作为填充金属或同时作为导电用的金属丝。当采用电弧焊接时,例如为氩弧焊、等离子焊或准离子焊时,送丝方式为填丝或熔化极方式均可;当采用电子束焊接或激光焊接时,送丝方式采用填丝方式。
[0026] 待焊接的两个部分的端口相互套接,其中一部分的外壁与另一部分的内壁搭接,两者搭接的位置为待焊接面,可以为同种金属或异种金属。例如:两个部分的端口的待焊接面同为铁基面,焊接时采用铁基、镍基或银基焊丝;两个部分的端口的的待焊接面同为不锈钢基面,焊接时采用铁基、镍基、铜基或银基焊丝;两个部分的端口的的待焊接面同为铜基面,焊接时采用铜基、镍基或银基焊丝;两个部分的端口的的待焊接面同为镍基面,焊接时采用镍基、铜基、铁基或银基焊丝;两个部分的端口的的待焊接面分别为铁基面和镍基面,焊接时采用铁基、镍基或银基焊丝;两个部分的端口的的待焊接面分别为铁基面和铜基面,焊接时采用镍基或银基焊丝;两个部分的端口的待焊接面分别为不锈钢基面和铜基面,焊接时采用铜基、镍基或银基焊丝;两个部分的端口的待焊接面分别为不锈钢基面和铁基面,焊接时采用铁基、镍基或银基焊丝;两个部分的端口的待焊接面分别为镍基面和铜基面,焊接时采用镍基、铜基或银基焊丝。优选的,所述的铁基焊丝中的含铁量为30%以上;铜基焊丝中的含铜量为20%以上;镍基焊丝中的含镍量为8%以上;银基焊丝中的含银量为5%以上。所述的铁基面中含铁量为60%以上;不锈钢基面中的含镍量为8%以上;铜基面中的含铜量为40%以上;镍基面中的含镍量为20%以上。
[0027] 待焊接的那部分是铜管材或表面镀铜的铁管材时,该部分的待焊接面为铜基面。待焊接的那部分是镍管材或表面镀镍的铁管材时,该部分的待焊接面为镍基面。
[0028] 压缩机的结构如图1所示,所述的管状部件焊接方法可以应用于压缩机用储液器壳体1、空调器用消音器壳体、中央空调用气液分离器壳体或油气分离器壳体,压缩机的排气管2、吸气内管3、吸气外管4、储液器进气管5或储液器出气管6,空调器的配管、连接管、换向阀管或膨胀阀管等的焊接。
[0029] 实施例1 (铁+铁+氩弧焊+铁基焊丝+填丝)
[0030] 如图2所示,本实施例为压缩机用储液器的壳体1,呈管状,由一中空的筒体12及分别结合在筒体12两端的上端盖13和下端盖11三部分,两两套接焊接而成。待焊接的各部分均为铁材质(即待焊接面同为铁基面),其中下端盖11的端口 口径大于筒体12的下端口 口径,筒体12的上端口口径大于上端盖13的端口 口径,各部分的端口的厚度相同。进行焊接前,待焊接的两部分套接好后固定安装于夹具上,焊接面之间无需预填焊料。[0031] 采用氩弧焊,供热设备为对应每个焊缝9处设置的焊枪7,焊接时,控制待焊接部分旋转,焊枪7喷嘴的中轴线与壳体中轴线的夹角大约为60°,同时焊机的送丝机构不断向焊枪对准的焊缝9位置送出铁基焊丝8,焊丝8到达电弧的2和中央被全部热熔,焊缝9处的内外层金属则分别形成较小的熔池,最后内外层金属与焊丝8三者实现共熔焊接。
[0032] 实施例2 (铁+铜+氩弧焊+镍基焊丝+熔化极)
[0033] 如图3所示,本实施例为储液器进气管5,由铁质管材51和铜质管材52套接后焊接而成,即待焊接面分别为铁基面和铜基面。进行焊接前,待焊接的两部分套接好后固定安装于夹具上,焊接面之间无需预填焊料。
[0034] 采用氩弧焊,供热设备为对应焊缝处设置的焊枪7,在本实施例中,镍基焊丝8既作为焊针产生电弧,热熔后又作为填充金属,即采用熔化极的方式。焊接时,控制待焊接部分旋转,焊枪7喷嘴的中轴线与管的中轴线的夹角大约为50°,焊枪7喷嘴在焊接的同时不断向焊缝9位置送出镍基焊丝8,焊丝8全部热熔,焊缝9处的内外层金属则分别形成较小的熔池,由于镍可以分别与铜或铁实现无限互溶,因此,最后内外层金属与焊丝8三者实现很好的共熔焊接。制得产品使用时,铁质管材21的一段可与压缩机的铁质壳体I焊接连接,铜质管材22的一段可以与外部的铜管焊接连接。
[0035] 实施例3 (不锈钢+铜+激光焊+镍基焊丝+填丝)
[0036] 如图4所示,本实施例为储液器进气管5,由不锈钢管材53和铜质管材52套接后焊接而成,即待焊接面分别为不锈钢基面和铜基面。进行焊接前,待焊接的两部分套接好后固定安装于夹具上,焊接面之间无需预填焊料。
[0037] 采用激光焊,供热设备为对应每个焊缝9处设置的焊枪7,焊接时,控制待焊接部分旋转,焊枪7喷嘴的中轴线与管的中轴线的夹角大约为45°,同时焊机的送丝机构不断向焊缝9位置送出镍基焊丝8,焊丝8全部热熔,焊缝9处的内外层金属则分别形成较小的熔池,最后内外层金属与焊丝三者实现共熔焊接。
[0038] 实施例4 (铜+铜+等离子焊+铜基焊丝+熔化极)
[0039] 如图5所示,本实施例是储液器进气管5与空调器的连接管10的连接,储液器进气管5为镀铜铁管,空调器的连接管10为铜质管材(即待焊接面同为铜基面),两者套接后焊接连接。进行焊接前,待焊接的两部分套接好后固定安装于夹具上,焊接面之间无需预填焊料。
[0040] 采用等离子焊,供热设备为对应每个焊缝9处设置的焊枪7,焊接时,控制待焊接部分旋转,焊枪7喷嘴的中轴线与管的中轴线的夹角大约为60 °,焊枪7喷嘴在焊接的同时不断向焊缝9位置送出镍基焊丝8,焊丝8全部热熔,焊缝9处的内外层金属则分别形成较小的熔池,最后内外层金属与焊丝三者实现共熔焊接。
[0041 ] 实施例5 (铁+铁+氩弧焊+镍基焊丝+填丝)
[0042] 如图6所示,本实施例为压缩机的吸气内管3、吸气外管4以及储液器的出气管6的连接,吸气内管3套接与吸气外管4内,储液器的进气管6的端口再套接于吸气内管3内。待焊接的各部分均为铁材质(即待焊接面同为铁基面),进行焊接前焊接面之间无需预填焊料。
[0043] 采用氩弧焊,供热设备为对应焊缝9处设置的焊枪7,焊接时,控制待焊接部分旋转,焊枪7喷嘴的中轴线与各管的中轴线的夹角大约为60°,同时焊机的送丝机构不断向焊缝位置送出镍基焊丝8,焊丝8全部热熔,焊缝9处的内中外三层金属则分别形成较小的熔池,最后内中外三层金属与焊丝8实现共熔焊接。

Claims (10)

1.一种管状部件焊接方法,其特征在于:所述的管状部件包括待焊接的两个部分,该两个部分的端口相互套接,所述的焊接为电弧焊接、电子束焊接或激光焊接,并通过送丝方式进行焊接。
2.根据权利要求1所述的管状部件焊接方法,其特征在于:所述的送丝方式为填丝方式或熔化极方式。
3.根据权利要求1所述的管状部件焊接方法,其特征在于:所述的通过电弧焊接时,送丝方式采用填丝方式或熔化极方式;所述的焊接为电子束焊接或激光焊接时,送丝方式采用填丝方式。
4.根据权利要求1所述的管状部件焊接方法,其特征在于:所述两个部分的端口的焊接面为同种金属或异种金属。
5.根据权利要求1所述的管状部件焊接方法,其特征在于:所述两个部分的端口的待焊接面同为铁基面,焊接时采用铁基、镍基或银基焊丝;两个部分的端口的的待焊接面同为不锈钢基面,焊接时采用铁基、镍基、铜基或银基焊丝;两个部分的端口的的待焊接面同为铜基面,焊接时采用铜基、镍基或银基焊丝;两个部分的端口的的待焊接面同为镍基面,焊接时采用镍基、铜基、铁基或银基焊丝;两个部分的端口的的待焊接面分别为铁基面和镍基面,焊接时采用铁基、镍基或银基焊丝;两个部分的端口的的待焊接面分别为铁基面和铜基面,焊接时采用镍基或银基焊丝;两个部分的端口的待焊接面分别为不锈钢基面和铜基面,焊接时采用铜基、镍基或银基焊丝;两个部分的端口的待焊接面分别为不锈钢基面和铁基面,焊接时采用铁基、镍基或银基焊丝;两个部分的端口的待焊接面分别为镍基面和铜基面,焊接时采用镍基、铜基或银基焊丝。
6.根据权利要求5所述的管状部件焊接方法,其特征在于:所述的铁基焊丝中的含铁量为30%以上;铜基焊丝中的含铜量为20%以上;镍基焊丝中的含镍量为8%以上;银基焊丝中的含银量为5%以上。
7.根据权利要求5所述的管状部件焊接方法,其特征在于:所述的待焊接的那部分是铜管材或表面镀铜的铁管材时,该部分的待焊接面为铜基面;待焊接的那部分是镍管材或表面镀镍的铁管材时,该部分的待焊接面为镍基面。
8.根据权利要求5所述的管状部件焊接方法,其特征在于:所述的铁基面中含铁量为60%以上;不锈钢基面中的含镍量为8%以上;铜基面中的含铜量为40%以上;镍基面中的含镍量为20%以上。
9.根据权利要求1所述的管状部件焊接方法,其特征在于:所述的电弧焊接为氩弧焊、等离子焊或准离子焊。
10.权利要求1-9任一权利要求所述的管状部件焊接方法应用于压缩机用储液器壳体、空调器用消音器壳体、中央空调用气液分离器壳体或油气分离器壳体,压缩机的排气管、吸气内管、吸气外管、储液器进气管或储液器出气管,空调器的配管、连接管、换向阀管或膨胀阀管的焊接。
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