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
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
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等等。
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：(1)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。
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。
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
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。
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。
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。
所述的送丝方式为填丝方式或熔化极方式。
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。
所述两个部分的端口的焊接面为同种金属或异种金属。
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。
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。
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。
所述的电弧焊接为氩弧焊、等离子焊或准离子焊。
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。
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
图1是压缩机的结构示意图；
图2是本发明的实施例1生产原理示意图；
图3是本发明的实施例2生产原理示意图；
图4是本发明的实施例3生产原理示意图；
图5是本发明的实施例4生产原理示意图；
图6是本发明的实施例5生产原理示意图。
具体实施方式
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。
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。
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。
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。
实施例1(铁+铁+氩弧焊+铁基焊丝+填丝)
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。
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。
实施例2(铁+铜+氩弧焊+镍基焊丝+熔化极)
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。
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1焊接连接，铜质管材22的一段可以与外部的铜管焊接连接。
实施例3(不锈钢+铜+激光焊+镍基焊丝+填丝)
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。
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。
实施例4(铜+铜+等离子焊+铜基焊丝+熔化极)
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。
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。
实施例5(铁+铁+氩弧焊+镍基焊丝+填丝)
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。
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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