摘要：铜管是空调制冷剂的通道，其作用十分重要，铜管泄露是空调的致命缺陷，一旦泄露空调的制冷剂将全部溢出，空调由于缺乏传热介质，而使空调器失效。本文围绕基础焊料的选用、基础焊接的具体操作以及基础工件的焊接操作展开了讨论，并且简要分析了焊接质量检验的手段。
关键词：空调；铜管；焊接
早在20世纪80年代，铜铝管就在国内开始应用，但没有成为关注焦点，其主要原因是铜、铝原材料价格差别不大。但自从2004年以来，受国内外各种因素影响，铜原材料价格大幅上涨，己从2004年的2 3万元吨提高到2006年初的4.5万元吨，年中最高接近8.5万元吨，现维持在6.5万元吨左右。企业为降低生产成本，提高市场竞争力，开始关注采用铜铝管代替铜管，从而引发了铜铝之争。铜铝管不仅应用于空调的连接配管，也应用于冰箱、空调的冷凝器和蒸发器。
铜铝管的制造方法通常可分为焊接和非焊接两种，其中焊接方法有摩擦焊、储能焊、闪光焊、电阻焊、钎焊及超声波焊接等，非焊接方法有洛克环、丝扣及胶粘轧压等。本文主要介绍铜铝管焊接技术的研究历程，力争使读者能够全面了解铜铝管技术。铜铝管接头形式铜铝管是全铜管的替代产品之一，采用铜铝管既可以节省成本，又不影响原来全铜管的连接方式。铜铝管接头的形式主要有直管对接、扩口管插接、缩口管插接和缩口管搭接4种。直管对接时，铜铝管接合面积小，容易出现泄露。扩口管插接时，铜铝管接合面积虽然大了，但焊接时顶锻力较小，仍然易漏，这种接口又叫做铜包铝接头。
缩口管插接时，将铜管缩口，焊接时顶入铝管，形成接合面，此时连接较牢固，这种接 口可叫做铝包铜接头。空调用铜铝连接配管外部要加套保护管，防止腐蚀，从而出现了中的缩口管搭接形式。若暂不考虑焊接质量，评价铜铝管的指标应该是铜管与铝管的直径与壁厚以及铜管缩口处的内径。不难理解，外径一样时，管壁越薄越容易出现渗漏，管壁越厚制冷剂流量越小，壁厚一般为0.6- 1.5m；铜管缩口处的内径越小，制冷剂流动越困难，所以铜管缩口处的内径与铝管内径越接近越好。
1基础焊料的选用
空调内部铜管是基础的制冷通道，也是制冷装置最重要的原材料。铜管具有非常大的实用价值，一方面可以应用在换热器的制造上，主要使用的就是蒸发器和冷凝器。另一方面主要应用在连接管以及管件的制造上，主要使用的就是铜磷焊料、铜锌焊料等，相关操作人员在进行基础焊接操作过程中，要充分结合基础管道材料的特征，选取适宜的操作手法，保证整体焊接结构的质量优化。
在整体焊接过程中，会出现两种情况，一种是同类材料的焊接，一种是不同材料的焊接。针对同类材料的焊接，当铜与铜进行焊接时，相关焊接人员可以选择磷铜焊料或者是银含量较低的焊料，不仅整体价格适中，而且基础熔液性能也很好，或者是采用填缝以及湿润技术，则不需要相应的焊料。另外，若是进行钢与钢的焊接，相关焊接操作人员可以选用黄铜条焊料，当焊接过程中温度到达一定参数时，要将其插入焊剂中，保证基础焊剂熔化后能附着在基础焊料上，然后进行相应的擦拭，以保证焊口附近的残余焊剂可以被有效清除。针对不同种材料的焊接，当铜与钢、铝进行焊接时，相关焊接人员要利用银铜焊料，或者是采取适当的焊剂，在焊接过程结束后，要利用热水或者是水蒸气进行集中的处理，以免出现腐蚀的问题。也可以在基础焊剂使用时用酒精稀释成糊状，在焊口处进行填凃，以保证水分不会侵入元件。但是，当铜与铁进行焊接时，要利用磷铜焊料或者是黄铜条焊料，另外，还要添加相应的焊剂[1]。
2 焊接工艺
2.1坡口设计
管头的坡口设计，应根据介质压力、工作温度、密封性能等不同的要求采取不同的形式。根据空调器制冷的特点及实际使用要求，既要保证焊接时管头的焊缝厚度，又要考虑到密封时管头不能凸出管板；贴胀时既要达到胀接目的，又不能胀坏管子。经过多次工艺试验，设计的管板结构。
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2.2 焊接方法
铜管焊接是一个局部的迅速加热和冷却过程，根据不同的结构形式和材料可以有不同的焊接方法，常用的有焊条电弧焊、手工氩弧焊、自动氩弧焊、气焊等。同时不同的管径所需的焊枪大小和火焰温度的高低也有所不同，根据紫铜和碳钢的焊接特性，特别是铜薄壁管与管板，采用脉冲TIG焊。由于焊接过程中采用的是脉冲式的加热，能量集中，熔池金属高温停留的时间短，热影响区小，焊接变形小，而且焊接过程稳定，有利于调整能量和控制熔池形状，使焊缝成形好。
2.3 焊接材料
由于铜容易氧化生成CU2O，使焊缝易出现裂纹和气孔，故在焊接材料的选择时必须考虑含有一定量的脱氧剂。采用（种不同纯度的焊丝进行焊接管头试验，结果显示，纯度最高的焊丝）HS02所焊接的焊缝无裂纹和气孔，而其他2种则分别出现了裂纹和气孔，因此紫铜和碳钢管头的焊接选用HS02焊丝。
2.4 焊接参数
对于管与管板的焊接，焊接参数是否得当直接决定着接头的内在和焊缝的外观质量。根据管头结构的特点，通过多次试验，采用表，参数，取得了满意的结果。
2.5 焊前准备
将要焊接管件表面清洁或扩口，扩完的喇叭口应光滑、圆正、无毛刺和裂纹，厚度均匀，用砂纸将要焊接的铜管接头部分打磨干净，最后用干布擦干净。否则，将影响焊料流动及焊接质量。同时氢和氧是引起焊缝裂纹及气孔的主要根源，故在施焊前，对管板、支持板孔、管板孔、换热管两端内外表面，100mm范围及焊丝进行清理，最后用洁净的白布擦拭时应无污物、灰尘。
2.6 焊接和胀接
焊接时，必须对焊件进行预热，按制定的焊接参数焊接，由于管板管桥之间的间距小，如果管头按通常顺序焊接，焊缝之间会相互产生影响，而且对防止管板的变形也是不利的。因此焊接时采用十字对称跳焊的焊接顺序进行施焊，并且焊接由经培训合格的焊工进行。焊接后的胀接，采用装有止推滚珠轴承的三槽直筒胀管器进行胀接，试样经剖开测量检查，涨接效果达到要求。
3.焊接质量的检验
为了保证焊接部位的绝对无漏泄，焊接后，应进行必要的检验。
（1）检查焊接处密封性能是否良好。在加入制冷剂或氮气待稳定一定时间后，可用肥皂水或其它方法检验。
（2）在制冷空调运转时，不能因振动而使焊接处有裂开（缝）现象。
（3）管路不能应焊接时进入杂物而堵塞，也不能应操作不当而进入水分。
（4）制冷空调工作时，焊接部位表面应清洁、无油污现象。焊接中常见的缺陷问题及原因。
4.结束语
综上所述，铜管焊接过程中，若操作不当极易发生虚焊、熔蚀和溶穿、过烧与烧穿等缺陷，因此，在使用的过程中要加强过程控制，掌握好工艺要求。
参考文献：
[1]林胜爵.空调铜管加工中火焰钎焊工艺的分析 [J].科学与财富，2014，29（7）：66.
[2]王红霞.浅谈空调铜管焊接技术 [J].科学时代，2015，19（3）：159.
[3]王新鹏.TP2 铜管弯曲工艺研究 [D].沈阳理工大学，2013.
[4]曾延琦，吴礼，何强，等.空调制冷用 Φ5 mm 瘦齿大螺旋角内螺纹铜管旋压成形和管内换热性能 [J].有色金属工程，2015，5（1）：18-21，26.
论文作者:孙广域
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/28
标签：铜管论文; 焊料论文; 铝管论文; 焊剂论文; 空调论文; 基础论文; 制冷剂论文; 《基层建设》2018年第8期论文;