銅－鋁連接管的焊接方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及摩擦焊領(lǐng)域。主要用于焊接電冰箱的銅鋁連接管。本發(fā)明專利技術(shù)方法是使用媒介襯管的摩擦焊。所用的媒介襯管是鈦管。本發(fā)明專利技術(shù)方法焊接質(zhì)量高，精度高、效率高，電力消耗小，接頭強(qiáng)度高，焊件不起氧化，不易腐蝕，內(nèi)外光潔度高，接頭無需熱處理。廢品率低，可批量生產(chǎn)，是制造電冰箱用銅鋁連接管適宜的焊接方法。（*該技術(shù)在2009年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及摩擦焊領(lǐng)域。電冰箱蒸發(fā)器由銅質(zhì)改為鋁質(zhì)后，它與管路系統(tǒng)中銅管連接需要采用過渡接頭，即銅鋁連接管。蒸發(fā)器輸入端的連接管承受4個(gè)大氣壓力，輸出端的連接管只承受2個(gè)大氣壓力，檢驗(yàn)壓力均為12個(gè)大氣壓力，一般試驗(yàn)壓力為檢驗(yàn)壓力的1.5-2倍，所以連接管的試驗(yàn)壓力均為18-25kg/cm2。目前國內(nèi)外電冰箱所需銅鋁連接管主要用閃光儲能焊工藝生產(chǎn)，這種焊接工藝要求有自動控制裝置和較大功率的接觸設(shè)備，消耗電能大，接頭成本高，操作困難，焊件易起氧化層和產(chǎn)生電化腐蝕。在國內(nèi)曾有長沙礦冶研究院研究過電冰箱銅鋁連接管爆炸焊接方法名稱電冰箱銅鋁連接管爆炸焊接(長沙礦冶研究院陳勇富、洪有秋、楊永順、徐學(xué)征(85年《礦冶工程》第五卷第二期21～23頁13頁)。該法是用低爆速炸藥的內(nèi)爆法焊接工藝，不僅工藝復(fù)雜，而且技術(shù)指標(biāo)較低。本專利技術(shù)目的在于采用一種改良的摩擦焊方法，從而得到適于電冰箱用的銅鋁連接管。本專利技術(shù)目的是這樣達(dá)到的，采用媒介襯管的摩擦焊方法，使用鈦管作為媒介襯管，從而本專利技術(shù)的目的就完全達(dá)到了。以下對本專利技術(shù)方法進(jìn)行詳細(xì)說明有的工廠使用摩擦焊方法制造銅鋁連接管，先用銅棒和鋁棒相對加壓旋轉(zhuǎn)，使摩擦生熱，從而其接觸部分達(dá)到塑性狀態(tài)，在加壓下連接在一起，這種連接管的孔是在焊后鉆出的，端面對接處有鋁屑擠出物，不易清除而易受腐蝕，影響制冷，抗泄漏能力差，廢品率高。本專利技術(shù)采用改進(jìn)的摩擦焊方法，在銅管和鋁管內(nèi)襯上一段鈦質(zhì)媒介襯管，三位一體進(jìn)行摩擦焊接，從而得到適于電凍箱用的銅鋁連接管。電冰箱用銅鋁連接管的工藝流程是按照所需尺寸截取銅管和鋁管-去除油污-軟化-去毛刺-焊接-焊件外部拋光整形-按技術(shù)要求縮口和擴(kuò)孔-檢漏-內(nèi)部光潔清洗-化學(xué)處理-上防蝕劑-烘干-包裝。顯然，本專利技術(shù)只對焊接這道工序進(jìn)行了改進(jìn)。本專利技術(shù)使用的銅管和鋁管是按照冰箱用銅鋁接頭要求選用，銅管是紫銅管T2m，直徑8毫米，壁厚1-1.5毫米，鋁管L2m，直徑8毫米，壁厚1-1.5毫米。在焊機(jī)上先用彈簧卡頭把銅管固定在主軸上，出模量為10毫米，將鋁管固定在移動卡具上，出模量約為8毫米，再將媒介襯管固定在銅管內(nèi)，它的另一端與電機(jī)尾座鋼芯連接，媒介襯管應(yīng)與鋁管同心。當(dāng)然在焊接前按照工序，將管子接頭去除油污，軟化和去毛刺。主軸轉(zhuǎn)速是1800-2400轉(zhuǎn)/分鐘，電機(jī)尾座鋼芯轉(zhuǎn)速是順時(shí)針670轉(zhuǎn)/分鐘，而鋁管靜止不動，在旋轉(zhuǎn)下焊件對焊時(shí)間5-9秒，對焊時(shí)焊件表面壓力壓強(qiáng)為5-8千克力/毫米2，中間剎車，剎車時(shí)間約為0.5秒，再進(jìn)行頂鍛加壓，時(shí)間5-7秒，頂鍛壓力為焊件表面壓強(qiáng)12-16千克力/毫米2。焊接結(jié)果是銅鋁管端部焊合良好，而媒介管則襯于兩管之間的內(nèi)部，焊進(jìn)速度是每秒2毫米，鋁管的焊接變形量為7毫米，鋁管的頂鍛變形量為2毫米。以上在對焊過程中，由于摩擦剛開始接觸未加壓時(shí)發(fā)熱量為1%;當(dāng)加壓后，銅鋁管之間凝結(jié)急劇增加階段發(fā)熱量為12%;焊接穩(wěn)定階段達(dá)到高潮時(shí)的發(fā)熱量為87%，全部時(shí)間為5-9秒鐘。以上主軸轉(zhuǎn)速如超過2400轉(zhuǎn)/分鐘，或者時(shí)間大于9秒，或壓力大于8千克力/毫米2，則發(fā)熱過多，管件易變形，易產(chǎn)生氧化現(xiàn)象;如主軸轉(zhuǎn)速小于1800轉(zhuǎn)/分鐘，或者時(shí)間小于5秒，或者壓力小于5千克力/毫米2，則發(fā)熱不足，焊接結(jié)構(gòu)不良，接頭強(qiáng)度不足。頂鍛時(shí)間與壓力也應(yīng)在本專利技術(shù)規(guī)定范圍內(nèi)，否則質(zhì)量也不良，其理由與以上對焊時(shí)的情況相同。本專利技術(shù)所用媒介襯管是鈦管，其尺寸為0.2-0.4毫米。直徑4.8-5.8毫米(外徑)，長度為10-15毫米。如厚度太厚則影響冰箱內(nèi)制冷劑的流量，如厚度小于0.2毫米，則易于發(fā)軟變形，起不到媒介襯管作用;其直徑按照銅管直徑在4.8-5.8毫米內(nèi)選用，如直徑太大則不能納入銅管內(nèi);而直徑太細(xì)又影響焊接質(zhì)量。鈦管的長度如小于10毫米，則在焊接過程中焊接變形量加上頂鍛變形量共為7毫米加2毫米時(shí)，鈦管的長度將小于變形量，因而起不到媒介襯管的作用，焊接質(zhì)量不良，如果鈦管長度大于15毫米，超過了焊區(qū)范圍，則過多影響管內(nèi)冰箱制冷劑的流量，因此長度以10-15毫米為宜。本專利技術(shù)所用媒介襯管是鈦管，鈦管強(qiáng)度高，耐腐蝕性好，焊后不生氧化皮、焊渣或焊瘤。本專利技術(shù)焊接方法具有許多優(yōu)點(diǎn)本工藝焊接質(zhì)量高，精度高，效率高，電力消耗小，電功率消耗是閃光儲能焊的1/5-1/10，每臺焊機(jī)年節(jié)電量達(dá)2萬多度。接頭強(qiáng)度等于超過鋁管強(qiáng)度，焊件不起氧化，不易腐蝕，內(nèi)外光潔度高，抗拉、抗彎的承受力比其它焊接方法大，焊接精度高達(dá)0.1毫米。本專利技術(shù)焊接工藝可作批量生產(chǎn)，容易形成自動化，由于焊件局部摩擦生熱，并在溫度不太高和壓力較小下進(jìn)行，金屬性能不發(fā)生變化，從而無需進(jìn)行熱處理。本專利技術(shù)最大特點(diǎn)是年滲漏率比閃光儲能焊件小近千倍。此外，本專利技術(shù)方法比閃光儲能焊的廢品率大為降低，閃光儲能焊廢品率為3%-5%，有時(shí)可達(dá)10%-15%，而本專利技術(shù)方法的廢品率僅為0.2%-0.5%，同時(shí)，焊接燒損率比閃光儲能焊少。實(shí)施例主軸轉(zhuǎn)速2100轉(zhuǎn)/分鐘，電機(jī)尾座鋼芯轉(zhuǎn)速為670轉(zhuǎn)/分鐘，焊件對焊時(shí)間6秒;焊件對焊無力為焊件表面壓強(qiáng)7公斤力/毫米2，剎車時(shí)間為0.5秒，頂鍛加壓6秒，頂鍛壓力為焊件表面壓強(qiáng)14公斤力/毫米2，焊接變形量鋁管為7毫米，頂鍛變形量為2毫米，所作銅鋁連接管性能如下抗拉強(qiáng)度為122MPa/毫米2，斷在鋁管一側(cè)，用二個(gè)試樣作彎曲試驗(yàn)，在彎曲90°后，又向反方向彎曲90°，未見裂紋;在X-射線探傷檢驗(yàn)中，在焊接處比較均勻，未發(fā)現(xiàn)氣孔，裂紋及未焊透等缺陷;所用設(shè)備為有色金屬研究總院的MRS-160型，按照J(rèn)ISH3107標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)在Zhp-10型氦質(zhì)譜儀上用噴吹法檢漏(最小可檢靈敏度為2×10-11托·升/秒)，平均漏率≤4×10-10托·升/秒，轉(zhuǎn)換成氟里昂-12的漏率為1.96×10-10托·升/秒，即0.0432毫克/年;閃光儲能焊年滲漏率為≥5×10-8托升/秒，即0.05克/年。焊口觀察表明，三管同心，截面呈園形，內(nèi)外光潔度好，無毛刺，無銅鋁屑，無油污及游離雜質(zhì)，金相檢驗(yàn)表明焊處分布均勻，無氣孔等缺陷，無氧化層。權(quán)利要求1.銅鋁連接管焊接方法，包括將鋁管和銅管去除油污，軟化，去毛刺，焊接、焊件外部拋光整形，縮口和擴(kuò)孔，檢漏，內(nèi)部光潔清洗，化學(xué)處理，上防蝕劑，烘干包裝各工序，其特征在于所說的焊接是使用媒介襯管的摩擦焊，所說的媒介襯管是鈦管。2.按照權(quán)利要求1所說的焊接方法，其特征在于所說的使用媒介襯管的摩擦焊工序如下a、銅管固定在主軸上，鋁管固定在移動卡具上，媒介襯管固定在銅管上，其另一端與電機(jī)尾座鋼芯連接，媒介襯管與鋁管同心;b、主軸轉(zhuǎn)速1800-2400轉(zhuǎn)/分鐘，電機(jī)尾座鋼芯轉(zhuǎn)速是順時(shí)針670轉(zhuǎn)/分鐘，鋁管靜止不動;c、在旋轉(zhuǎn)下對焊時(shí)間為5-9秒，壓力為焊件表面壓強(qiáng)為5-8千克力/毫米2;d、中間剎車時(shí)間為0.5秒;e、頂鍛加壓，時(shí)間為5-7秒，頂鍛壓力為焊件表面壓強(qiáng)為12-16千克力/毫米2。3.按照權(quán)利要求1或2所說的焊接方法，其特征在于所用銅管直徑為8毫米，壁厚1-1.5毫米;鋁管直徑8毫米，壁厚1-1.5毫米，鈦管直徑4.8-5.8毫米，壁厚0.2-0.4毫米，長度為10-15毫米。全文摘要本專利技術(shù)涉及摩擦焊領(lǐng)域。文檔編號B23K20/12GK1038608SQ8910337公開日1990年本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
銅鋁連接管焊接方法，包括將鋁管和銅管去除油污，軟化，去毛刺，焊接、焊件外部拋光整形，縮口和擴(kuò)孔，檢漏，內(nèi)部光潔清洗，化學(xué)處理，上防蝕劑，烘干包裝各工序，其特征在于：所說的焊接是使用媒介襯管的摩擦焊，所說的媒介襯管是鈦管。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫玉良，
申請(專利權(quán))人：孫玉良，
類型：發(fā)明
國別省市：11[中國|北京]