CN106541206A - 电冰箱蒸发器用铜‑铝管冷压焊工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电冰箱蒸发器用铜‑铝管冷压焊工艺，由待焊件处理、铝管冷压焊工艺、结合面的加厚、焊件定型、清洗四个步骤构成，铜‑铝管两端加工螺纹孔，所述螺纹孔内安装有防松螺栓。本工艺制作铜‑铝结合面处没有脆性合金层，接头的致密性好，铜‑铝管接头质量高。

Description

电冰箱蒸发器用铜-铝管冷压焊工艺

技术领域

本发明涉及电冰箱蒸发器制作工艺，尤其是涉及电冰箱蒸发器用铜-铝管冷压焊工艺。

背景技术

目前，电冰箱制冷系统中铜-铝管转接件的焊接方法有闪光焊、电容储能焊、电阻焊及摩擦焊等。这些方法工艺参数多、设备复杂、难以控制;这些方法均属热压焊范畴，焊接过程中结合面的金属被加热，甚至局部产生熔化。在挤压时很难将熔化的金属及界面层金属排挤到结合面之外。于是在结合面中残存的液态金属膜和在高温下金属相互扩散形成了脆性合金层。这种脆性合金层是由θ相η2及r2相三部分组成，其中θ相是造成接头性能低劣的直接原因。特别是在电冰箱装配线上，要用氩弧焊和火焰钎焊把铜-铝管转接体连接到制冷系统中，这又再次使铜-铝管接头受到高温作用，使原有的脆性层增厚，接头性能再次恶化，成为制冷系统渗漏的原因之一。

发明内容

本发明提供一种用于电冰箱蒸发器的铜-铝管的冷压焊工艺。这种工艺铜-铝结合面处没有脆性合金层，接头的致密性好，铜-铝管接头质量高。

电冰箱蒸发器用铜-铝管冷压焊工艺，由待焊件处理、冷压焊接、结合面加厚和焊件定型清洗四个工序组成，其中待焊件的处理：

焊件处理是将经过退火的铜管、铝管进行化学处理后加工成待焊端面、其中铜管沿外径打成坡口，用施转的钢丝刷打磨焊接区金属表面，以形成新鲜表面； 用硬铝丝制成前部为圆台形的小芯棒，经溶剂清洗后用钳子夹着插入铜管与铝管中，用定位杆定芯棒在铜管、铝管中的位置，把铜管、铝管放到冷压焊机的夹钳内，抽出定位杆；

冷压焊接：

启动冷压焊机、用夹钳夹紧铜管、铝管进行第一次挤压，松开夹钳、退回挤压油缸并调整铜-铝管位置，进行第二次挤压，再重复两次第二次挤压过程；

加厚结合面；

焊件定型、清洗：

松开夹钳，取出焊好的铜-铝管，铝通芯棒，车去毛刺飞边，清洗掉管内外的金属屑。管内外金属屑；

其中在所述铜-铝管两端加工螺纹孔，所述螺纹孔内安装有螺栓组件，螺栓组件包括螺栓、垫圈与螺母，所述螺栓包括螺栓头与螺杆，所述螺母其朝向所述螺栓头的侧面上设有一组周向分布的容置槽，所述容置槽内嵌入有磁铁块；所述平垫圈上设有一组安装槽，所述安装槽与容置槽的位置相对，而且安装槽内设置有磁铁块；安装状态下，安装槽内的磁铁块与容置槽内的磁铁块的极性相反，所述螺栓、螺母、平垫圈均是由非铁磁性金属制成的。

铜管、铝管伸出夹钳外的长度（即挤压变形量）是冷压焊的重要参数之一，可根据管径选择伸出夹钳外的长度。一般情况下采用如下数据：

设D为铜管或铝管直径，l为铜管的伸出长度，通常采用l＝3/5D;铝管的伸出长度为1/2～2/3l（即铝管伸出长度为铜管伸出长度的1/2～2/3）。l值还可根据管材壁厚做适当调整。伸出长度过长，挤压时管壁失稳自身重叠，形成假焊;伸出长度过短，将使结合面处金属塑性流动量不足，致使结合强度不够。

所述螺栓组件包括螺栓、垫圈与螺母，所述螺栓包括螺栓头与螺杆，所述螺母其朝向所述螺栓头的侧面上设有一组周向分布的容置槽，所述容置槽内嵌入有磁铁块；所述平垫圈上设有一组安装槽，所述安装槽与容置槽的位置相对，而且安装槽内设置有磁铁块；安装状态下，安装槽内的磁铁块与容置槽内的磁铁块的极性相反，所述螺栓、螺母、平垫圈均是由非铁磁性金属制成的。

本发明所述的极性相反是指一个磁铁块上侧面是北极，下侧面是南极；另一个磁铁块却是上侧面是南极，下侧面是北极，像这样极性位置对调的，则称为两磁铁块磁性相反。在本发明中“安装状态下，安装槽内的磁铁块与容置槽内的磁铁块的极性相反”分为两种情形，一种是安装槽内的磁铁块的极性方向是一致的，容置槽内的磁铁块的极性方向也是一致的，在安装过程中，安装槽内的磁铁块与容置槽内的磁铁块的极性始终相反，始终相互吸引；另一种情形是一种是安装槽内的磁铁块的极性方向是不一致的，在安装过程中安装槽内的磁铁块与容置槽内的磁铁块一会儿相斥一会儿相吸，当安装完成后，安装槽内的磁铁块与容置槽内的磁铁块处理完全相吸的状态。

由此可知，采用本发明的技术方案，具有如下技术效果（以安装槽内的磁铁块的极性方向不一致，且相邻的安装槽内的磁铁块的极性方向相反；容置槽内的磁铁块的极性方向不一致，且相邻的容置槽内的磁铁块的极性方向相反为例）：

先将磁铁块分别装到螺母以及平垫圈内，然后像现有技术中一样，上紧螺栓与螺母。在最后上紧螺母时，每旋转一圈螺母都能感受到来自平垫圈处的磁力吸引或排斥；由于磁铁块所处的安装槽与容置槽位置相对，而且相邻的磁铁块之间极性又是相反的，于是当安装槽与容置槽完全上下相对时（假设螺母在上，平垫圈在下），螺母中的各个磁铁块不是完全吸引平垫圈的磁铁块就是完全排斥平垫圈的磁铁块，当安装槽与容置槽相互错开时，所述吸引或排斥会在一定程度上进行过渡变化。所以在旋转螺母时，操作人员虽然不一定能准确地看到安装槽与容置槽，但是能够通过螺母所受到的排斥与吸引的变化来判断安装槽与容置槽是否完全上下相对。螺母最后的安装状态应是安装槽与容置槽完全上下相对，而且安装槽的磁铁块完全吸引容置槽的磁铁块的状态。这种状态下，整个螺栓组件的连接强度最高，即便螺母受外界机械振动影响，螺母相对于螺杆及平垫圈产生了相对转动的倾向，该倾向也会受到磁铁块之间吸引力的抑制，即便螺母稍有转动，螺母也会由于磁铁块之间逐渐增强的排斥力而停止转动；总的来说，机械振动能对螺栓组件造成的影响较小，基本不会造成所述螺栓组件的松动。

如果容置槽内的磁铁块的极性方向一致，而且均与对应安装槽内的磁铁块的极性相反的话，那每次旋转螺母感受到的都是磁铁之间的吸引力，在最后的安装状态，螺母与平垫圈之间的磁力也会在一定程度上抑制螺母发生相对转动。

所述螺栓、螺母、平垫圈均是由非铁磁性金属制成的。这样限定是为了防止其他组件影响上述磁力的作用，非铁磁性金属包括铝、镁、铜等多种金属，属于本领域技术人员公知的概念，此处不作缀述。

发明的优点是工艺简单、易于掌握、易于操作，接头质量稳定、可靠。由于焊接参数少、动作简单，故易于实现半自动化或自动化。

进一步，作为优化的材料选择，螺栓、螺母与平垫圈可选用同种材料，出于成本以及实用性考虑，特限定所述螺栓、螺母与平垫圈是由铜制成。

进一步，所述加厚结合面是在结合面上增加焊料，从而增加结合面厚度。

进一步，所述夹钳的长度长于所述铜-铝管。

进一步，所述容置槽与安装槽的数量至少为三个，如果数量过少，则能起到的抑制作用有限，此处基于优化选择，特限定容置槽与安装槽的数量至少为三个，如五个。

附图说明

图1为本发明实施例电冰箱蒸发器用铜-铝管冷压焊工艺中螺栓组件的爆炸结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

电冰箱蒸发器用铜-铝管冷压焊工艺，由如下几个部分组成：

一、待焊件的处理

焊接前要将经过退火的铜管和铝管经化学处理后，加工成待焊端面，铜管待焊端面沿外径打成了坡口。用旋转钢丝刷打磨焊接区地金属表面，把用硬铝丝制成的小芯棒经丙酮或汽油清洗后，用钳子夹着安放在铜管与铝管中;用定位杆定位芯棒在铜管中的位置。把铜管、铝管放到冷压焊机的夹钳内，抽出定位杆。

二、冷压焊接

启动冷压焊机、夹钳夹紧铜管、铝管，进行第一次挤压。夹钳夹紧铜管、铝管进行第二次挤压并重复第二次挤压过程（一般重复两次）。

三、结合面的加厚

结合面加厚，即把夹钳及铜-铝管增加焊料从而增加结合面厚度。

四、焊件定型、清洗

松开夹钳、取出焊好的铜-铝管，在钻床上用钻头打通芯棒;用车床切除 “飞边”;清洗管内外金属屑。

冷压焊过程中参数少、操作简单、很容易实现半自动化或全自动化。冷压焊操作中夹钳夹紧力的大小，以挤压时被焊管件与夹钳不产生相对滑动为宜。因此，凡是能完成上述夹紧、挤压工作的设备均可选用，当然专用设备更好。

其中在所述铜-铝管两端加工螺纹孔，所述螺纹孔内安装有螺栓组件，螺栓组件包括螺栓、垫圈与螺母，所述螺栓包括螺栓头与螺杆，

如图1所示，本实施例的改进在于：所述螺母40其朝向所述螺栓头的侧面上设有5个周向分布的容置槽，所述容置槽内嵌入有第一磁铁块50。

所述螺栓、螺母与平垫圈是由铜制成；

相邻容置槽内的第一磁铁块的极性相反；所述平垫圈20上设有5个安装槽，所述安装槽与容置槽的位置相对，而且安装槽内设置有第二磁铁块，相邻安装槽的第二磁铁块的极性也是相反的。所述螺栓头11其朝向螺母的侧面11a设有与所述安装槽联通的对接孔，所述安装槽、对接孔与铜-铝管一同围设成供第二磁铁块定位用的安装空间B；铜-铝管与容置槽一同围设成供第一磁铁块定位用的定位空间A。所述螺栓、螺母与平垫圈也可以由其他无磁性的金属或硬质塑料制成。所述夹钳的长度长于所述铜-铝管。所述容置槽与安装槽的数量均为五个。

所述螺栓组件可用于多个铜-铝管的连接，也可以用于铜-铝管与其他工件的连接。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.电冰箱蒸发器用铜-铝管冷压焊工艺，由待焊件处理、冷压焊接、结合面加厚和焊件定型清洗四个工序组成，其中待焊件的处理：焊件处理是将经过退火的铜管、铝管进行化学处理后加工成待焊端面、其中铜管沿外径打成坡口，用施转的钢丝刷打磨焊接区金属表面，以形成新鲜表面； 用硬铝丝制成前部为圆台形的小芯棒，经溶剂清洗后用钳子夹着插入铜管与铝管中，用定位杆定芯棒在铜管、铝管中的位置，把铜管、铝管放到冷压焊机的夹钳内，抽出定位杆；冷压焊接：启动冷压焊机、用夹钳夹紧铜管、铝管进行第一次挤压，松开夹钳、退回挤压油缸并调整铜-铝管位置，进行第二次挤压，再重复两次第二次挤压过程；加厚结合面；焊件定型、清洗：松开夹钳，取出焊好的铜-铝管，铝通芯棒，车去毛刺飞边，清洗掉管内外的金属屑；管内外金属屑；其中在所述铜-铝管两端加工有螺纹孔，所述螺纹孔内安装有螺栓组件；螺栓组件包括螺栓、垫圈与螺母，所述螺栓包括螺栓头与螺杆，所述螺母其朝向所述螺栓头的侧面上设有一组周向分布的容置槽，所述容置槽内嵌入有磁铁块；所述平垫圈上设有一组安装槽，所述安装槽与容置槽的位置相对，而且安装槽内设置有磁铁块；安装状态下，安装槽内的磁铁块与容置槽内的磁铁块的极性相反，所述螺栓、螺母、平垫圈均是由非铁磁性金属制成的。

2.根据权利要求1所述的电冰箱蒸发器用铜-铝管冷压焊工艺，其特征在于：所述螺栓、螺母与平垫圈是由铜制成。

3.根据权利要求2所述的电冰箱蒸发器用铜-铝管冷压焊工艺，其特征在于：所述加厚结合面是在结合面上增加焊料，从而增加结合面厚度。

4.根据权利要求3所述的电冰箱蒸发器用铜-铝管冷压焊工艺，其特征在于：所述容置槽与安装槽的数量至少为三个。

5.根据权利要求3所述的电冰箱蒸发器用铜-铝管冷压焊工艺，其特征在于：所述夹钳的长度长于所述铜-铝管。

6.根据权利要求1所述的电冰箱蒸发器用铜-铝管冷压焊工艺，其特征在于：所述容置槽与安装槽的数量均为五个。