CN103978317A - 一种复合焊管及其制造方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合焊管及其制造方法和应用，该复合焊管由复合有铜层或镍层的铁板通过预弯成型后焊接成直缝焊管，复合有铜层的铁板直缝焊缝焊接时采用镍基焊料，复合有镍层的铁板直缝焊缝焊接时采用镍基或铁基焊料。本发明的通过复合金属板采用直缝焊管的方式来制备复合焊管，其无需电镀等工艺，制得的复合焊管能够很好的起到与不同材质部件焊接连接的作用，且焊接质量良好，能够符合压缩机或空调器等领域的较高的技术要求。
Description
技术领域
本发明涉及管材领域，特别是一种复合焊管及其制造方法和应用。
背景技术
在各种领域的产品中，经常需要使用连接管，而连接管两头连接的部件的材质通常不同。以目前现有技术中的压缩机排气管、吸气管等为例，大多数整根为铜材质，一端与其他铜管焊接，另一端通过银焊料火焰钎焊与压缩机的铁质上盖或铁质壳体连接。采用火焰钎焊时，一般采用铜管镶嵌在铁质上盖或铁质壳体内，通过火焰对焊料进行加热融化来填充铜管和铁质材料间的间隙，从而达到铜管铁管通过填充在间隙中的焊料将三者焊接在一起。焊接时焊接温度高于焊料温度，而低于铜管和铁质上盖或壳体的温度，从而实现焊料的添缝焊接。采用此种方法焊接时，必须采用工件通过镶嵌在铁质材料中以增大接头连接面面积，以弥补钎焊强度的不足，而且银焊料成本、铜管成本较高，同时还会因使用焊料而产生大量二氧化碳，以致污染环境。
中国专利申请201210589384.6，公开了一种压缩机排气管，其是一种由铜管段和铁管段通过闪光焊对接焊接形成的组合管,无需焊料。制备工艺为：a.预热：将所述压缩机排气管的铜管段和铁管段对接装配于焊接变压器次级连接的夹钳中后，对其施加大电流，铜管段和铁管段多次迅速接触呈闭路，又迅速分开呈开路，形成断续闪光，使对接端形成高热，直至对接端被熔融；b.顶锻：当对接端被熔融的长度达到设定的熔融长度时，迅速施加顶锻力完成铜管段与铁管段的焊接。
但是，采用上述工艺来焊接铜管段和铁管段是比较困难的，由于闪光焊主要适合于同种金属的焊接，因为焊接时两端部焊接口可同时达到焊接的温度，两端部口可同时熔化，达到结合。但其使用与铜管与铁管焊接时，焊接过程中铜管段端面与对接的铁管段端面获得的热量分配只能是相等的，而铜和铁的物理性能却差异较大所致。铜管的熔点为1000℃左右，铁管的熔点为1500℃左右。如采用铜类似的温度焊接时，铁无法熔接，此时的焊接状态为融化的铜仅仅附着在铁管端面表层，并未形成铜铁的结晶体。其焊接完的管件表面看很漂亮，但是其焊缝处的强度一般。如采用铁管类似的温度焊接时，铜管将会发生过烧，出现下流，铜铁管无法焊接。而且，一方面，闪光焊接时由于铜铁的热传导系数存在5倍左右的关系，而闪光焊时由于铜铁管间的分离靠近的动作，导致铜管端部温度的大幅度波动，在铜管段的端面上不易形成稳定的液态金属层，也很难维持稳定的闪光过程；另一方面，当铜管段的端面达到其熔点时，它就迅速大段地软化，也就必须提高顶锻速度。这样的结果将产生两方面的不良，一为管道易变性，二为需要夹紧铜管和铁管来实施顶锻力，夹紧力易夹伤铜管和铁管表面，使得焊接后需要对夹痕进行处理。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种复合焊管，其制作工艺简单，没有增加额外的工序，但能与不同材质的部件很好的焊接连接。
本发明的另一目的是提供上述复合焊管的制造方法，其工艺简单易行。
本发明还有一个目的是上述复合焊管在压缩机或空调器的应用。
本发明的目的是这样实现的：一种复合焊管的制造方法，其特征在于：所述的复合焊管由复合有铜层或镍层的铁板通过预弯成型后焊接成直缝焊管，复合有铜层的铁板直缝焊缝焊接时采用镍基焊料，复合有镍层的铁板直缝焊缝焊接时采用镍基或铁基焊料。
所述的复合有铜层或镍层的铁板至少一面复合有铜层或镍层，制成的复合焊管的内管壁或外管壁中的至少一个为铜层或镍层。
所述的铁板是由含铁量为60％以上的铁材或钢材制成；铜层含铜量为40％以上；镍层含镍量为20％以上；所述的铁基焊料中的含铁量为30％以上；镍基焊料中的含镍量为8％以上。
所述的直缝焊管焊接采用二氧化碳保护焊、氩弧焊、等离子焊、准离子焊接、埋弧焊、电子束焊接或激光焊接工艺，并通过送丝方式进行焊接。
所述制造方法制得的复合焊管。
所述的复合焊管为压缩机的排气管、吸气内管、吸气外管、储液器进气管或储液器出气管；或空调器的配管、连接管、换向阀管或膨胀阀管。
包含上述复合焊管的压缩机或空调器。
所述的压缩机或空调器中，复合焊管的一端与铜质部件通过火焰焊、二氧化碳保护焊、氩弧焊、等离子焊、准离子焊接、埋弧焊、电子束焊接或激光焊的焊接方式焊接，另一端与铁质部件通过电阻焊、火焰焊、二氧化碳保护焊、氩弧焊、等离子焊、准离子焊接、埋弧焊、电子束焊接或激光焊的焊接方式焊接，其中：
复合焊管的一端的铜层与铜质部件焊接连接时，两者的待焊接面同为铜材质，不采用焊料或采用铜基、镍基或银基焊进行焊接，或者，复合焊管的一端的镍层与铜质部件焊接连接时，两者的待焊接面分别为镍材质和铜材质，不采用焊料或采用铜基、镍基或银基焊料进行焊接；
复合焊管的另一端与铁质部件焊接连接，两者的待焊接面同为铁材质时，通过不采用焊料进行焊接或通过除电阻焊外的其他焊接方式时采用铁基、镍基或银基焊料进行焊接，或者，两者的待焊接面分别为铜材质和铁材质时，通过除电阻焊外的其他焊接方式时采用铜基、镍基或银基焊料进行焊接，或者，两者的待焊接面分别为镍材质和铁材质时，通过不采用焊料进行焊接或通过除电阻焊外的其他焊接方式时采用镍基、铁基或银基焊料进行焊接焊接时。
所述的铜质部件为铜管，所述的铁质部件为铁质壳体，复合焊管的一端套接于铜管内或外，另一端插装于铁质壳体的安装孔内。
所述的铁质部件的含铁量为60％以上；铜质部件的含铜量为40％以上；铁基焊料中的含铁量为30％以上；铜基焊料中的含铜量为20％以上；镍基焊料中的含镍量为8％以上；银基焊料中的含银量为5％以上。
本发明的通过复合金属板采用直缝焊管的方式来制备复合焊管，其无需电镀等工艺，制得的复合焊管能够通过已有焊接工艺很好地与不同材质部件焊接连接，且焊接质量良好，能够符合压缩机或空调器等领域的较高的技术要求。
附图说明
图1是本发明实施例1、实施例3复合焊管的生产原理示意图；
图2是本发明实施例1的复合焊管与铜管及压缩机壳体的连接示意图；
图3是本发明实施例2复合焊管的生产原理示意图；
图4是本发明实施例2的复合焊管与铜管及压缩机壳体的连接示意图；
图5是本发明实施例3的复合焊管与铜管及压缩机壳体的连接示意图；
图6是本发明实施例4复合焊管的生产原理示意图；
图7是本发明实施例4的复合焊管与铜管及压缩机壳体的连接示意图。
具体实施方式
本发明是一种复合焊管的制造方法，所述的复合焊管由复合有铜层或镍层的铁板通过预弯成型后焊接成直缝焊管，复合有铜层的铁板直缝焊缝焊接时采用镍基焊料，复合有镍层的铁板直缝焊缝焊接时采用镍基或铁基焊料。所述的复合有铜层或镍层的铁板至少一面复合有铜层或镍层，从而使制成的复合焊管的内管壁或外管壁中的至少一个为铜层或镍层。所述的直缝焊管焊接采用二氧化碳保护焊、氩弧焊、等离子焊、准离子焊接、埋弧焊、电子束焊接或激光焊接工艺，并通过送丝方式进行焊接。送丝方式包括熔化极方式和填丝方式。
由上述制造方法制得的复合焊管，可以应用于压缩机的排气管、吸气内管、吸气外管、储液器进气管或储液器出气管，或应用于空调器的配管、连接管、换向阀管或膨胀阀管。
所述的复合焊管的一端与铜质部件(例如铜管)通过火焰焊、二氧化碳保护焊、氩弧焊、等离子焊、准离子焊接、埋弧焊、电子束焊接或激光焊的焊接方式焊接，另一端与铁质部件(例如铁质壳体)通过电阻焊或火焰焊、二氧化碳保护焊、氩弧焊、等离子焊、准离子焊接、埋弧焊、电子束焊接或激光焊的焊接方式焊接。例如，复合焊管为压缩机的排气管，铜质部件为铜管，铁质部件为压缩机铁质壳体的上盖，复合焊管的一端套接于铜管的内或外，另一端插装于铁质壳体的安装孔内。
当复合焊管的一端的铜层与铜质部件焊接连接时，两者的待焊接面同为铜材质，不采用焊料或采用铜基、镍基或银基焊料进行焊接，或者，复合焊管的一端的镍层与铜质部件焊接连接时，两者的待焊接面分别为镍材质和铜材质，不采用焊料或采用铜基、镍基或银基焊料进行焊接。复合焊管的另一端与铁质部件焊接连接，两者的待焊接面同为铁材质，通过不采用焊料进行焊接或通过除电阻焊外的其他焊接方式时采用铁基、镍基或银基焊料进行焊接，或者，两者的待焊接面分别为铜材质和铁材质，通过除电阻焊外的其他焊接方式时采用铜基、镍基或银基焊料进行焊接，或者，两者的待焊接面分别为镍材质和铁材质，通过不采用焊料进行焊接或通过除电阻焊外的其他焊接方式时采用镍基、铁基或银基焊料进行焊接焊接时。
前述的铁板或铁质部件是由含铁量为60％以上的铁材或钢材制成的。铜层含铜量为40％以上；镍层含镍量为20％以上；铁质部件的含铁量为60％以上；铜质部件的含铜量为40％以上；所述的铁基焊料中的含铁量为30％以上；镍基焊料中的含镍量为8％以上；铜基焊料中的含铜量为20％以上；银基焊料中的含银量为5％以上。
尽管铜-铁两种材质的焊接较难，但由于铜-镍无限互熔，铁-镍也无限互熔，因此，当无论是制作直缝焊管或是将直缝焊管应用于连接其他金属部件时，只要焊缝处存在铜材质和铁材质，则同时必须有镍材质或银材质，只有这样才能保证焊缝的焊接质量。
以下以压缩机排气管为例结合附图对本发明进行进一步阐释，但本发明并不限于此特定例子。
实施例1
在本实施例中，如图1所示，复合焊管2由单面复合有铜层11的铁板1通过预弯成型后焊接成直缝焊管，使制成的复合焊管2的内管壁为铜层21。直缝焊缝22焊接时采用镍基焊丝31及氩弧焊工艺。
制成的复合焊管2应用于压缩机的排气管。如图2所示，由于该排气管内管壁为铜层21，因此其一端套接于铜管4外，两者的待焊接面同为铜材质，焊接时采用无焊料火焰焊焊接；另一端插装于压缩机的铁质壳体上端盖5的安装孔内，两者的待焊接面同为铁材质，焊接时采用无焊料电阻焊焊接。
实施例2
在本实施例中，如图3所示，复合焊管2由单面复合有镍层12的铁板1通过预弯成型后焊接成直缝焊管，使制成的复合焊管2的外管壁为镍层23。直缝焊缝22焊接时采用镍基焊丝31等离子焊工艺。
制成的复合焊管2应用于压缩机的排气管。如图4所示，由于该排气管2外管壁为镍层23，因此其一端套接于铜管4内，两者的待焊接面分别为镍材质和铜材质，焊接时采用镍基焊丝31送丝及火焰焊焊接；另一端末端插装于压缩机的铁质壳体上端盖5的安装孔内，两者的待焊接面分别为镍材质和铁材质，焊接时采用镍基焊丝31送丝及火焰焊焊接。
实施例3
在本实施例中，如图1所示，复合焊管2由单面复合有铜层11的铁板1通过预弯成型后焊接成直缝焊管，使制成的复合焊管2的内管壁为铜层21。直缝焊缝22焊接时采用镍基焊丝氩弧焊工艺。
制成的复合焊管2应用于压缩机的排气管。如图5所示，由于该排气管内管壁为铜层21，因此其一端套接于铜管4外，两者的待焊接面同为铜材质，焊接时采用铜焊丝32氩弧焊焊接；另一端插装于压缩机的铁质壳体上端盖5的安装孔内，两者的待焊接面同为铁材质，焊接时采用无焊料氩弧焊焊接。
实施例4
在本实施例中，如图6所示，复合焊管2由双面复合有铜层11的铁板1通过预弯成型后焊接成直缝焊管，使制成的复合焊管2的内、外管壁均为铜层21。直缝焊缝22焊接时采用镍基焊丝31氩弧焊工艺。
制成的复合焊管2应用于压缩机的排气管。如图7所示，由于该排气管内、外管壁均为铜层21，因此其一端可套接于铜管4的外或内，两者的待焊接面同为铜材质，焊接时采用铜焊丝32火焰焊焊接；另一端直接插装于压缩机的铁质壳体上端盖5的安装孔内，两者的待焊接面分别为铜材质和铁材质，焊接时采用镍基焊丝31熔化极氩弧焊焊接，或者，该端也可以预先将铜层21去除，裸露出铁质基材后，在与铁质的上端盖5焊接，此时该端两者的待焊接面同为铁材质，焊接时可以采用无焊料氩弧焊直接焊接。
Claims (10)
1.一种复合焊管的制造方法，其特征在于：所述的复合焊管由复合有铜层或镍层的铁板通过预弯成型后焊接成直缝焊管，复合有铜层的铁板直缝焊缝焊接时采用镍基焊料，复合有镍层的铁板直缝焊缝焊接时采用镍基或铁基焊料。
2.根据权利要求1所述的复合焊管的制造方法，其特征在于：所述的复合有铜层或镍层的铁板至少一面复合有铜层或镍层，制成的复合焊管的内管壁或外管壁中的至少一个为铜层或镍层。
3.根据权利要求1所述的复合焊管的制造方法，其特征在于：所述的铁板是由含铁量为60％以上的铁材或钢材制成；铜层含铜量为40％以上；镍层含镍量为20％以上；所述的铁基焊料中的含铁量为30％以上；镍基焊料中的含镍量为8％以上。
4.根据权利要求1所述的复合焊管的制造方法，其特征在于：所述的直缝焊管焊接采用二氧化碳保护焊、氩弧焊、等离子焊、准离子焊接、埋弧焊、电子束焊接或激光焊接工艺，并通过送丝方式进行焊接。
5.权利要求1、2、3或4所述制造方法制得的复合焊管。
6.根据权利要求5所述的复合焊管，其特征在于：所述的复合焊管为压缩机的排气管、吸气内管、吸气外管、储液器进气管或储液器出气管；或空调器的配管、连接管、换向阀管或膨胀阀管。
7.包含权利要求5所述的复合焊管的压缩机或空调器。
8.根据权利要求7所述的压缩机或空调器，其特征在于：所述的压缩机或空调器中，复合焊管的一端与铜质部件通过火焰焊、二氧化碳保护焊、氩弧焊、等离子焊、准离子焊接、埋弧焊、电子束焊接或激光焊的焊接方式焊接，另一端与铁质部件通过电阻焊、火焰焊、二氧化碳保护焊、氩弧焊、等离子焊、准离子焊接、埋弧焊、电子束焊接或激光焊的焊接方式焊接，其中：
复合焊管的一端的铜层与铜质部件焊接连接时，两者的待焊接面同为铜材质，不采用焊料或采用铜基、镍基或银基焊进行焊接，或者，复合焊管的一端的镍层与铜质部件焊接连接时，两者的待焊接面分别为镍材质和铜材质，不采用焊料或采用铜基、镍基或银基焊料进行焊接；
复合焊管的另一端与铁质部件焊接连接，两者的待焊接面同为铁材质时，通过不采用焊料进行焊接或通过除电阻焊外的其他焊接方式时采用铁基、镍基或银基焊料进行焊接，或者，两者的待焊接面分别为铜材质和铁材质时，通过除电阻焊外的其他焊接方式时采用铜基、镍基或银基焊料进行焊接，或者，两者的待焊接面分别为镍材质和铁材质时，通过不采用焊料进行焊接或通过除电阻焊外的其他焊接方式时采用镍基、铁基或银基焊料进行焊接焊接时。
9.根据权利要求8所述的压缩机或空调器，其特征在于：所述的铜质部件为铜管，所述的铁质部件为铁质壳体，复合焊管的一端套接于铜管内或外，另一端插装于铁质壳体的安装孔内。
10.根据权利要求8所述的压缩机或空调器，其特征在于：所述的铁质部件的含铁量为60％以上；铜质部件的含铜量为40％以上；铁基焊料中的含铁量为30％以上；铜基焊料中的含铜量为20％以上；镍基焊料中的含镍量为8％以上；银基焊料中的含银量为5％以上。
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