專利名稱：銅－鋁連接管的焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及摩擦焊領(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(guò)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(guó)內(nèi)外電冰箱所需銅鋁連接管主要用閃光儲(chǔ)能焊工藝生產(chǎn)，這種焊接工藝要求有自動(dòng)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(guó)內(nèi)曾有長(zhǎng)沙礦冶研究院研究過(guò)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(zhǎng)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(yè)13頁(yè))。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。
本發(fā)明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。
本發(fā)明目的是這樣達(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，從而本發(fā)明的目的就完全達(dá)到了。
以下對(duì)本發(fā)明方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)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(duì)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(duì)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。
本發(fā)明采用改進(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，本發(fā)明只對(duì)焊接這道工序進(jìn)行了改進(jìn)。
本發(fā)明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(dòng)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(dòng)，在旋轉(zhuǎn)下焊件對(duì)焊時(shí)間5-9秒，對(duì)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(duì)焊過(guò)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(guò)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(guò)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)在本發(fā)明規(guī)定范圍內(nèi)，否則質(zhì)量也不良，其理由與以上對(duì)焊時(shí)的情況相同。
本發(fā)明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(zhǎng)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(zhǎng)度如小于10毫米，則在焊接過(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)度大于15毫米，超過(guò)了焊區(qū)范圍，則過(guò)多影響管內(nèi)冰箱制冷劑的流量，因此長(zhǎng)度以10-15毫米為宜。
本發(fā)明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。
本發(fā)明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(chǔ)能焊的1/5-1/10，每臺(tái)焊機(jī)年節(jié)電量達(dá)2萬(wàn)多度。接頭強(qiáng)度等于超過(guò)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。
本發(fā)明焊接工藝可作批量生產(chǎn)，容易形成自動(dòng)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(wú)需進(jìn)行熱處理。
本發(fā)明最大特點(diǎn)是年滲漏率比閃光儲(chǔ)能焊件小近千倍。此外，本發(fā)明方法比閃光儲(chǔ)能焊的廢品率大為降低，閃光儲(chǔ)能焊廢品率為3%-5%，有時(shí)可達(dá)10%-15%，而本發(fā)明方法的廢品率僅為0.2%-0.5%，同時(shí)，焊接燒損率比閃光儲(chǔ)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(duì)焊時(shí)間6秒;焊件對(duì)焊無(wú)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(chǔ)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(wú)毛刺，無(wú)銅鋁屑，無(wú)油污及游離雜質(zhì)，金相檢驗(yàn)表明焊處分布均勻，無(wú)氣孔等缺陷，無(wú)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(shuō)的焊接是使用媒介襯管的摩擦焊，所說(shuō)的媒介襯管是鈦管。
2.按照權(quán)利要求1所說(shuō)的焊接方法，其特征在于所說(shuō)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(dòng)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(dòng);c、在旋轉(zhuǎn)下對(duì)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(shuō)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(zhǎng)度為10-15毫米。
全文摘要
本發(fā)明涉及摩擦焊領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B23K20/12GK1038608SQ8910337
公開日1990年1月10日 申請(qǐng)日期1989年5月24日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月24日
發(fā)明者孫玉良 申請(qǐng)人:孫玉良