CN113997018A - 一种铜钢复合卷管的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及铜钢复合卷管加工技术领域，尤其涉及一种铜钢复合卷管的生产方法，包括如下步骤：将铜钢复合板材进行除油除异物处理；铜钢复合板材卷管得到铜钢复合圆弧管，将铜钢复合圆弧管的接缝焊接得到圆管半成品去除焊缝处突起的毛刺，钢基材露出；将固定工装套设于圆管半成品，所述固定工装的内径侧设置有与固定工装轴向平行的焊料填充槽，往焊料填充槽中加入焊料，将焊料融化并覆盖至焊缝处，焊料将钢基材裸露部位完全覆盖并与焊缝两侧的铜钢复合卷管的铜层融合；沿进行拉拔成型。本发明的生产方法通过使用设有焊料填充槽的固定工装，便于将钢基材裸露部位重新进行覆铜处理，使铜钢复合卷管的外表面均覆盖有铜层。

Description

一种铜钢复合卷管的生产方法
技术领域
本发明涉及铜钢复合卷管加工技术领域，尤其涉及一种铜钢复合卷管的生产方法。
背景技术
现有的家用空调或商用空调的配管和热泵热水器的配管通常采用纯铜管式样或不锈钢管式样。上述配管适用于连接冷凝器与蒸发器，中间连接部位通过钎焊工艺焊接，故上述配管有防锈和钎焊需求。其中纯铜管式样材料成本高，且运输和使用过程中易变形，火焰钎焊连接时易发生过烧，强度变低；另外，不锈钢管式样有效低减材料成本，但强度过高弯曲加工困难，且与连接部件焊接困难，易发生泄漏，同时火焰钎焊时不锈钢组织会发生变化，防锈功能降低，且不锈钢式样目前仅韩国等少数国家批量使用，中国及欧美市场接受率低。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种铜钢复合卷管的生产方法，该生产方法通过使用设有焊料填充槽的固定工装，便于将钢基材裸露部位重新进行覆铜处理，使铜钢复合卷管的外表面均覆盖有铜层。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种铜钢复合卷管的生产方法，包括如下步骤：
(1)将铜钢复合板材进行除油除异物处理；
(2)清洗后的铜钢复合板材经过卷管模具卷管得到铜钢复合圆弧管，将铜钢复合圆弧管的接缝焊接得到圆管半成品，用刮刀去除焊缝处突起的毛刺，钢基材露出；
(3)将固定工装套设于圆管半成品，所述固定工装的内径侧设置有与固定工装轴向平行的焊料填充槽，使焊料填充槽位于焊缝的外表面，往焊料填充槽中加入焊料，通过钎焊炉将焊料融化并覆盖至焊缝处，焊料将钢基材裸露部位完全覆盖并与焊缝两侧的铜钢复合卷管的铜层融合；
(4)沿圆管半成品的轴向方向进行拉拔成型。
具体地，所述铜钢复合板材由低碳钢以及放置于低碳钢上、下两侧的纯度为99.9％的铜箔复合制成。
本发明的生产方法通过使用设有焊料填充槽的固定工装，便于将钢基材裸露部位重新进行覆铜处理，使铜钢复合卷管的外表面均覆盖有铜层，便于钎焊，通过本发明的生产方法制备的铜钢复合卷管经过烧焊、速冷、压扁等试验，铜层均无脱落现象，经过盐雾实验1000小时均无生锈现象，适用于作为空调配管、热泵热水器配管等配件使用。
进一步地，所述铜钢复合卷管的外径为8-25mm，所述铜钢复合卷管的厚度为0.5～3.5mm。
本发明通过严格控制铜钢复合卷管的厚度，防止铜钢复合卷管太薄造成铜钢复合卷管的耐压强度不足，铜钢复合卷管太厚造成后续加工困难。
进一步地，所述固定工装由石墨烯材料或陶瓷材料制成。
本发明采用与铜不反应的石墨烯材料和陶瓷材料制成固定工装，能够防止在覆铜过程中固定工装与铜钢复合卷管外表面的铜层反应，影响铜钢复合卷管的质量，并且使固定工装具有耐火耐热的性质，适用于本发明的生产方法。
进一步地，所述固定工装的横截面形状为“U”型环状，所述固定工装的内径侧与圆管半成品1的外径侧的配合间隙宽度为0.01～1mm，所述固定工装的厚度为1.5～50mm。
本发明通过将固定工装设为上述结构，便于固定工装与铜钢复合卷管的外径侧紧密配合，本发明通过严格控制固定工装的内径侧与圆管半成品1的外径侧的配合间隙宽度，便于融化的焊料流动并覆盖于钢基材裸露处。
进一步地，所述焊料填充槽的内侧壁的横截面形状包括第一圆弧段以及第二圆弧段，所述第二圆弧段位于第一圆弧段的下方并与第一圆弧段相切，所述第一圆弧段的半径为0.1～2.3mm，所述第二圆弧段的半径为0.12～3mm。
进一步地，所述第二圆弧段的半径为第一圆弧段的半径的1.2-3.5倍。
进一步地，所述焊料填充槽的内侧壁的横截面形状包括第三圆弧段以及直线段，所述直线段位于第三圆弧段的下方并与第三圆弧段相切。
本发明通过将焊料填充槽设置为上述结构，便于融化的焊料流动，便于将焊料覆盖于钢基材裸露表面，保证铜钢复合卷管的外侧面均为铜层。
进一步地，所述铜钢复合卷管和固定工装通过钎焊炉时，以铜钢复合卷管横断面Y轴为基准轴，焊料填充槽的角度为5°～175°或185°～355°。更进一步地，所述铜钢复合卷管和固定工装通过钎焊炉时，以铜钢复合卷管横断面 Y轴为基准轴，焊料填充槽的角度为135°。
本发明通过控制铜钢复合卷管和固定工装通过钎焊炉的角度，便于融化的焊料流动，便于将焊料覆盖于钢基材裸露表面，保证铜钢复合卷管的外侧面的铜层覆盖率。
进一步地，所述步骤(3)中钎焊炉的温度设置为800～1080℃。
进一步地，所述步骤(4)中的拉拔率为2～30％。
本发明通过对半成品进行适当的拉伸可使成品的内部管缝处变小，使管的密封性更好。
本发明的有益效果在于：本发明的生产方法通过使用设有焊料填充槽的固定工装，便于将钢基材裸露部位重新进行覆铜处理，使铜钢复合卷管的外表面均覆盖有铜层，便于钎焊，通过本发明的生产方法制备的铜钢复合卷管经过烧焊、速冷、压扁等试验，铜层均无脱落现象，经过盐雾实验1000小时均无生锈现象，适用于作为空调配管、热泵热水器配管等配件使用。
附图说明
图1是本发明圆管半成品、固定工装以及焊料的剖示意图；
图2是第一圆弧段以及第二圆弧段的结构示意图；
图3是第三圆弧段以及直线段的结构示意图。
附图标记为：1—圆管半成品；2—固定工装；3—焊料填充槽；4—焊料； 5—焊缝；6—第一圆弧段；7—第二圆弧段；8—第三圆弧段；9—直线段。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种铜钢复合卷管的生产方法，包括如下步骤：
(1)将铜钢复合板材进行除油除异物处理；
(2)清洗后的铜钢复合板材经过卷管模具卷管得到铜钢复合圆弧管，将铜钢复合圆弧管的接缝焊接得到圆管半成品1，用刮刀去除焊缝5处突起的毛刺，钢基材露出；
(3)将固定工装2套设于圆管半成品1，所述固定工装2的内径侧设置有与固定工装2轴向平行的焊料填充槽3，使焊料填充槽3位于焊缝5的外表面，往焊料填充槽3中加入焊料4，通过钎焊炉将焊料4融化并覆盖至焊缝5处，焊料4将钢基材裸露部位完全覆盖并与焊缝5两侧的铜钢复合卷管的铜层融合；
(4)沿圆管半成品1的轴向方向进行拉拔成型。
具体地，所述铜钢复合板材由低碳钢以及放置于低碳钢上、下两侧的纯度为99.9％的铜箔复合制成。
进一步地，所述铜钢复合卷管的外径为8mm，所述铜钢复合卷管的厚度为 0.7mm。
进一步地，所述固定工装2由石墨烯材料制成。
进一步地，所述固定工装2的横截面形状为“U”型环状，所述固定工装2的内径侧与圆管半成品1的外径侧的配合间隙宽度为0.02mm，所述固定工装 2的厚度为1.5mm。
进一步地，所述焊料填充槽3的内侧壁的横截面形状包括第一圆弧段6以及与第二圆弧段7，所述第二圆弧段7位于第一圆弧段6的下方并与第一圆弧段6相切，所述第一圆弧段6的半径为0.3mm，所述第二圆弧段7的半径为 1.00mm。
进一步地，所述焊料填充槽3的内侧壁的横截面形状包括第三圆弧段8以及直线段9，所述直线段9位于第三圆弧段8的下方并与第三圆弧段8相切。
进一步地，所述铜钢复合卷管和固定工装2通过钎焊炉时，以铜钢复合卷管横断面Y轴为基准轴，焊料填充槽3的角度为10°。
进一步地，所述步骤(3)中钎焊炉的温度设置为800℃。
进一步地，所述步骤(4)中的拉拔率为2％。
实施例2
一种铜钢复合卷管的生产方法，包括如下步骤：
(1)将铜钢复合板材进行除油除异物处理；
(2)清洗后的铜钢复合板材经过卷管模具卷管得到铜钢复合圆弧管，将铜钢复合圆弧管的接缝焊接得到圆管半成品1，用刮刀去除焊缝5处突起的毛刺，钢基材露出；
(3)将固定工装2套设于圆管半成品1，所述固定工装2的内径侧设置有与固定工装2轴向平行的焊料填充槽3，使焊料填充槽3位于焊缝5的外表面，往焊料填充槽3中加入焊料4，通过钎焊炉将焊料4融化并覆盖至焊缝5处，焊料4将钢基材裸露部位完全覆盖并与焊缝5两侧的铜钢复合卷管的铜层融合；
(4)沿圆管半成品1的轴向方向进行拉拔成型。
具体地，所述铜钢复合板材由低碳钢以及放置于低碳钢上、下两侧的纯度为99.9％的铜箔复合制成。
进一步地，所述铜钢复合卷管的外径为12mm，所述铜钢复合卷管的厚度为1.5mm。
进一步地，所述固定工装2由石墨烯材料制成。
进一步地，所述固定工装2的横截面形状为“U”型环状，所述固定工装 2的内径侧与圆管半成品1的外径侧的配合间隙宽度为0.2mm，所述固定工装 2的厚度为5mm。
进一步地，所述焊料填充槽3的内侧壁的横截面形状包括第一圆弧段6以及第二圆弧段7，所述第二圆弧段7位于第一圆弧段6的下方并与第一圆弧段 6相切，所述第一圆弧段6的半径为1mm，所述第二圆弧段7的半径为1.6mm。
进一步地，所述焊料填充槽3的内侧壁的横截面形状包括第三圆弧段8以及直线段9，所述直线段9位于第三圆弧段8的下方并与第三圆弧段8相切。
进一步地，所述铜钢复合卷管和固定工装2通过钎焊炉时，以铜钢复合卷管横断面Y轴为基准轴，焊料填充槽3的角度为85°。
进一步地，所述步骤(3)中钎焊炉的温度设置为900℃。
进一步地，所述步骤(4)中的拉拔率为10％。
实施例3
一种铜钢复合卷管的生产方法，包括如下步骤：
(1)将铜钢复合板材进行除油除异物处理；
(2)清洗后的铜钢复合板材经过卷管模具卷管得到铜钢复合圆弧管，将铜钢复合圆弧管的接缝焊接得到圆管半成品1，用刮刀去除焊缝5处突起的毛刺，钢基材露出；
(3)将固定工装2套设于圆管半成品1，所述固定工装2的内径侧设置有与固定工装2轴向平行的焊料填充槽3，使焊料填充槽3位于焊缝5的外表面，往焊料填充槽3中加入焊料4，通过钎焊炉将焊料4融化并覆盖至焊缝5处，焊料4将钢基材裸露部位完全覆盖并与焊缝5两侧的铜钢复合卷管的铜层融合；
(4)沿圆管半成品1的轴向方向进行拉拔成型。
具体地，所述铜钢复合板材由低碳钢以及放置于低碳钢上、下两侧的纯度为99.9％的铜箔复合制成。
进一步地，所述铜钢复合卷管的外径为15mm，所述铜钢复合卷管的厚度为2mm。
进一步地，所述固定工装2由石墨烯材料制成。
进一步地，所述固定工装2的横截面形状为“U”型环状，所述固定工装 2的内径侧与圆管半成品1的外径侧的配合间隙宽度为0.5mm，所述固定工装 2的厚度为20mm。
进一步地，所述焊料填充槽3的内侧壁的横截面形状包括第一圆弧段6以及第二圆弧段7，所述第二圆弧段7位于第一圆弧段6的下方并与第一圆弧段 6相切，所述第一圆弧段6的半径为1.5mm，所述第二圆弧段7的半径为2.5mm。
进一步地，所述焊料填充槽3的内侧壁的横截面形状包括第三圆弧段8以及直线段9，所述直线段9位于第三圆弧段8的下方并与第三圆弧段8相切。
进一步地，所述铜钢复合卷管和固定工装2通过钎焊炉时，以铜钢复合卷管横断面Y轴为基准轴，焊料填充槽3的角度为135°。
进一步地，所述步骤(3)中钎焊炉的温度设置为950℃。
进一步地，所述步骤(4)中的拉拔率为15％。
实施例4
一种铜钢复合卷管的生产方法，包括如下步骤：
(1)将铜钢复合板材进行除油除异物处理；
(2)清洗后的铜钢复合板材经过卷管模具卷管得到铜钢复合圆弧管，将铜钢复合圆弧管的接缝焊接得到圆管半成品1，用刮刀去除焊缝5处突起的毛刺，钢基材露出；
(3)将固定工装2套设于圆管半成品1，所述固定工装2的内径侧设置有与固定工装2轴向平行的焊料填充槽3，使焊料填充槽3位于焊缝5的外表面，往焊料填充槽3中加入焊料4，通过钎焊炉将焊料4融化并覆盖至焊缝5处，焊料4将钢基材裸露部位完全覆盖并与焊缝5两侧的铜钢复合卷管的铜层融合；
(4)沿圆管半成品1的轴向方向进行拉拔成型。
具体地，所述铜钢复合板材由低碳钢以及放置于低碳钢上、下两侧的纯度为99.9％的铜箔复合制成。
进一步地，所述铜钢复合卷管的外径为20mm，所述铜钢复合卷管的厚度为2.5mm。
进一步地，所述固定工装2由陶瓷材料制成。
进一步地，所述固定工装2的横截面形状为“U”型环状，所述固定工装 2的内径侧与圆管半成品1的外径侧的配合间隙宽度为0.7mm，所述固定工装 2的厚度为30mm。
进一步地，所述焊料填充槽3的内侧壁的横截面形状包括第一圆弧段6以及第二圆弧段7，所述第二圆弧段7位于第一圆弧段6的下方并与第一圆弧段 6相切，所述第一圆弧段6的半径为2mm，所述第二圆弧段7的半径为2.8mm。
进一步地，所述焊料填充槽3的内侧壁的横截面形状包括第三圆弧段8以及直线段9，所述直线段9位于第三圆弧段8的下方并与第三圆弧段8相切。
进一步地，所述铜钢复合卷管和固定工装2通过钎焊炉时，以铜钢复合卷管横断面Y轴为基准轴，焊料填充槽3的角度为150°。
进一步地，所述步骤(3)中钎焊炉的温度设置为1000℃。
进一步地，所述步骤(4)中的拉拔率为25％。
实施例5
一种铜钢复合卷管的生产方法，包括如下步骤：
(1)将铜钢复合板材进行除油除异物处理；
(2)清洗后的铜钢复合板材经过卷管模具卷管得到铜钢复合圆弧管，将铜钢复合圆弧管的接缝焊接得到圆管半成品1，用刮刀去除焊缝5处突起的毛刺，钢基材露出；
(3)将固定工装2套设于圆管半成品1，所述固定工装2的内径侧设置有与固定工装2轴向平行的焊料填充槽3，使焊料填充槽3位于焊缝5的外表面，往焊料填充槽3中加入焊料4，通过钎焊炉将焊料4融化并覆盖至焊缝5处，焊料4将钢基材裸露部位完全覆盖并与焊缝5两侧的铜钢复合卷管的铜层融合；
(4)沿圆管半成品1的轴向方向进行拉拔成型。
具体地，所述铜钢复合板材由低碳钢以及放置于低碳钢上、下两侧的纯度为99.9％的铜箔复合制成。
进一步地，所述铜钢复合卷管的外径为25mm，所述铜钢复合卷管的厚度为3.5mm。
进一步地，所述固定工装2由陶瓷材料制成。
进一步地，所述固定工装2的横截面形状为“U”型环状，所述固定工装 2的内径侧与圆管半成品1的外径侧的配合间隙宽度为1mm，所述固定工装2 的厚度为50mm。
进一步地，所述焊料填充槽3的内侧壁的横截面形状包括第一圆弧段6以及第二圆弧段7，所述第二圆弧段7位于第一圆弧段6的下方并与第一圆弧段 6相切，所述第一圆弧段6的半径为2.3mm，所述第二圆弧段7的半径为3mm。
进一步地，所述焊料填充槽3的内侧壁的横截面形状包括第三圆弧段8以及直线段9，所述直线段9位于第三圆弧段8的下方并与第三圆弧段8相切。
进一步地，所述铜钢复合卷管和固定工装2通过钎焊炉时，以铜钢复合卷管横断面Y轴为基准轴，焊料填充槽3的角度为165°。
进一步地，所述步骤(3)中钎焊炉的温度设置为1080℃。
进一步地，所述步骤(4)中的拉拔率为30％。
分别以本发明实施例1-5的方法制得的铜钢复合卷管的性能如下表：
Figure BDA0003334421830000101
本实施例中，中性盐雾试验的试验条件如下：试验箱的温度为35±2℃，试验箱的湿度为95％，喷雾为5％的氢氧化钠溶液。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种铜钢复合卷管的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将铜钢复合板材进行除油除异物处理；
(2)清洗后的铜钢复合板材经过卷管模具卷管得到铜钢复合圆弧管，将铜钢复合圆弧管的接缝焊接得到圆管半成品，用刮刀去除焊缝处突起的毛刺，钢基材露出；
(3)将固定工装套设于圆管半成品，所述固定工装的内径侧设置有与固定工装轴向平行的焊料填充槽，使焊料填充槽位于焊缝的外表面，往焊料填充槽中加入焊料，通过钎焊炉将焊料融化并覆盖至焊缝处，焊料将钢基材裸露部位完全覆盖并与焊缝两侧的铜钢复合卷管的铜层融合；
(4)沿圆管半成品的轴向方向进行拉拔成型。
2.根据权利要求1所述的一种铜钢复合卷管的生产方法，其特征在于：所述铜钢复合卷管的外径为8-25mm，所述铜钢复合卷管的厚度为0.5～3.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种铜钢复合卷管的生产方法，其特征在于：所述固定工装由石墨烯材料或陶瓷材料制成。
4.根据权利要求1所述的一种铜钢复合卷管的生产方法，其特征在于：所述固定工装的横截面形状为“U”型环状，所述固定工装的内径侧与圆管半成品1的外径侧的配合间隙宽度为0.01～1mm，所述固定工装的厚度为1.5～50mm。
5.根据权利要求1所述的一种铜钢复合卷管的生产方法，其特征在于：所述焊料填充槽的内侧壁的横截面形状包括第一圆弧段以及第二圆弧段，所述第二圆弧段位于第一圆弧段的下方并与第一圆弧段相切，所述第一圆弧段的半径为0.1～2.3mm，所述第二圆弧段的半径为0.12～3mm。
6.根据权利要求1所述的一种铜钢复合卷管的生产方法，其特征在于：所述第二圆弧段的半径为第一圆弧段的半径的1.2-3.5倍。
7.根据权利要求1所述的一种铜钢复合卷管的生产方法，其特征在于：所述焊料填充槽的内侧壁的横截面形状包括第三圆弧段以及直线段，所述直线段位于第三圆弧段的下方并与第三圆弧段相切。
8.根据权利要求1所述的一种铜钢复合卷管的生产方法，其特征在于：所述步骤(3)中钎焊炉的温度设置为800～1080℃。
9.根据权利要求1所述的一种铜钢复合卷管的生产方法，其特征在于：所述步骤(4)中的拉拔率为2～30％。
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