CN113478038A - 一种用于空气冷却器铜管的复合焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于空气冷却器铜管的复合焊接方法，将铜直管和铜弯管采用插装配合，焊接前在铜直管插接位置的外管面上预涂一层钎料，然后插装进铜弯管中，装配固定好后通过小能量的焊接法在插接面的铜弯管外侧加热，当温度达到预涂钎料层的熔点后，钎料层熔化将铜直管和铜弯管焊接在一起。由于在铜直管表面预涂了一层能润湿铜的钎料层，钎料层可以为锡基钎料、锌基钎料或银基钎料，这样焊接过程就转变为铜和锡合金(锌合金或银合金)的焊接，采用普通的小能量焊接法，就能方便的实施焊接。本发明的复合焊接法操作简易，结合了钎焊和氩弧焊的优点，能方便地安装和更换空气冷却器的铜弯管，为反应堆的余热排除及安全运行提供保障。
Description
技术领域
本发明属于金属材料加工领域，特别涉及一种用于空气冷却器铜管的复合焊接方法。
背景技术
纯铜及铜合金因其具有良好的导电性、导热性、延展性、良好的焊接性及较好的冷、热加工性，被广泛用于电子、化工、船舶、能源动力、交通等工业领域中的水管道、供热换热设备、制冷制氧等设备的制造[1-2]。由于铜及铜合金的熔点较高和极易发生氧化的特性，致使在焊接铜及铜合金时，常存在以下四个技术难点：(1)焊接温度高，易发生软化且形成较大的焊接应力及变形；(2)焊接接头热裂倾向大；(3)导热性良好易产生气孔、未焊透等缺陷，气孔主要是氢气孔；(4)焊接接头性能变化，晶粒粗化等。
目前，对于纯铜及铜合金的焊接，主要的焊接方法有气焊、钎焊、焊条电弧焊、氩弧焊、埋弧焊、电子束焊、等离子弧焊等。考虑到经济性的原因，广泛使用的焊接方法有气焊、手工电弧焊、钨极氩弧焊等。另外，由于空冷器铜管的安装空间有限，在进行钎焊工艺时，传统的火焰钎焊常使用氧乙炔燃烧的中性焰作为热源，焊接材料为银基钎料，但是铜弯管的尺寸较小，火焰钎焊时其加热面较大，容易造成铜管本身的力学性能下降。因此在选择热源时，应选择线能量较小且集中的加热源，钨极氩弧焊的氩气电弧比较适合作铜管的焊接热源。
参考文献
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[2]高振永.紫铜/黄铜焊接接头微观组织及力学性能研究[D].哈尔滨工业大学,2009.
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于空气冷却器铜管的复合焊接方法，可以实现铜及铜合金在中低温情况下的焊接，应用于铜管与铜管之间、铜管与铜合金管之间、铜合金管与铜合金管之间的焊接。
本发明采用如下技术方案来实现的：
一种用于空气冷却器铜管的复合焊接方法，包括：
将铜直管和铜弯管采用插装配合，焊接前在铜直管插接位置的外管面上预涂一层钎料，然后插装进铜弯管中，装配固定好后通过小能量的焊接法在插接面的铜弯管外侧加热，当温度达到预涂钎料层的熔点后，钎料层熔化将铜直管和铜弯管焊接在一起。
本发明进一步的改进在于，所述铜直管为铜及铜合金管状材料制成。
本发明进一步的改进在于，钎料的厚度大于铜直管和铜弯管插装配合后的间隙。
本发明进一步的改进在于，所述的钎料为锡基钎料、锌基钎料或银基钎料。
本发明进一步的改进在于，所述的小能量焊接方法为氩弧焊或脉冲氩弧焊。
本发明进一步的改进在于，小线能量输入的焊接温度能熔化锡基钎料的熔点低于300℃。
本发明进一步的改进在于，小线能量输入的焊接温度能熔化锌基钎料的熔点低于420℃。
本发明进一步的改进在于，小线能量输入的焊接温度能熔化银基钎料的熔点低于800℃。
本发明至少具有如下有益的技术效果：
本发明与现有的铜及铜合金的焊接技术相比，本发明在焊接前，在铜直管的外侧表面预涂了一层均匀、能润湿铜的钎料层，铜直管与铜弯管之间通过钎料层实现紧密结合，小能量焊接法能有效降了焊接面出现不平整、变形大等缺陷，降低了铜及铜合金的焊接温度，并能使基体铜管保持较高的机械性能。
附图说明
图1为在铜及铜合金直管外表面预涂一层钎料示意图。
图2为铜及铜合金插套结构示意图。
图3为一种用于空气冷却器铜管的复合焊接方法示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1至图3所示，本发明提供一种用于空气冷却器铜管的复合焊接方法，是将金属件铜直管1和金属件铜弯管3焊接在一起的方法，铜直管1和铜弯管3采用插装配合，焊接前在接触面铜直管1的外管面上预涂一层钎料2，然后插装进铜弯管3中，通过小能量的焊接法在插接面的外侧加热，当温度达到预涂钎料层的熔点后，钎料层熔化将铜直管和铜弯管焊接在一起。小线能量输入的焊接温度能熔化锡基钎料的熔点低于300℃，小线能量输入的焊接温度能熔化锌基钎料的熔点低于420℃，小线能量输入的焊接温度能熔化银基钎料的熔点低于800℃。
本发明所述的在铜直管外侧预涂的钎料层，钎料层可以为能润湿铜的锡基钎料、锌基钎料或银基钎料，钎料层的熔化范围属于中低温温度下焊接。该钎料层的厚度一般在0.01-0.15mm范围，钎料层的厚度需大于铜直管1和铜弯管3插装配合后的间隙0.01-0.02mm。
所述的小能量焊接方法，如氩弧焊、脉冲氩弧焊等，不需填丝，依靠电弧热使预涂钎料层熔化实施焊接。
实施例1：在铜直管的外侧表面预涂一层银基钎料，将铜直管与铜弯管插接配合后，采用不填丝的钨极氩弧在插接配合外表面加热，使银基钎料熔化实现铜直管与铜弯管的连接。
实施例2：在铜直管的外侧表面预涂一层锌基钎料，将铜直管与铜弯管插接配合后，采用不填丝的钨极氩弧在插接配合外表面加热，使银基钎料熔化实现铜直管与铜弯管的连接。
实施例3：在铜直管的外侧表面预涂一层锡基钎料，将铜直管与铜弯管插接配合后，采用不填丝的钨极氩弧在插接配合外表面加热，使银基钎料熔化实现铜直管与铜弯管的连接。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种用于空气冷却器铜管的复合焊接方法，其特征在于，包括：
将铜直管(1)和铜弯管(3)采用插装配合，焊接前在铜直管(1)插接位置的外管面上预涂一层钎料(2)，然后插装进铜弯管(3)中，装配固定好后通过小能量的焊接法在插接面的铜弯管(3)外侧加热，当温度达到预涂钎料层的熔点后，钎料层熔化将铜直管(1)和铜弯管(3)焊接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种用于空气冷却器铜管的复合焊接方法，其特征在于，所述铜直管(1)为铜及铜合金管状材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种用于空气冷却器铜管的复合焊接方法，其特征在于，钎料(2)的厚度大于铜直管(1)和铜弯管(3)插装配合后的间隙。
4.根据权利要求1所述的一种用于空气冷却器铜管的复合焊接方法，其特征在于，所述的钎料(2)为锡基钎料、锌基钎料或银基钎料。
5.根据权利要求4所述的一种用于空气冷却器铜管的复合焊接方法，其特征在于，所述的小能量焊接方法为氩弧焊或脉冲氩弧焊。
6.根据权利要求5所述的一种用于空气冷却器铜管的复合焊接方法，其特征在于，小线能量输入的焊接温度能熔化锡基钎料的熔点低于300℃。
7.根据权利要求5所述的一种用于空气冷却器铜管的复合焊接方法，其特征在于，小线能量输入的焊接温度能熔化锌基钎料的熔点低于420℃。
8.根据权利要求5所述的一种用于空气冷却器铜管的复合焊接方法，其特征在于，小线能量输入的焊接温度能熔化银基钎料的熔点低于800℃。
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