一,概述
电冰箱制冷管路系统是由蒸发器、除霜管、冷凝器、毛细管、干燥过滤器和压缩机组成,系统对导热要求高,必须由导热性能良好的材料构成,纯铜具有良好的导电、导热及耐蚀性,因此纯铜管成为制冷管路系统的主导材料。但为了降低产品成本,某些管路可采用铝管代替铜管,这样在制冷系统管路中涉及铜管与铝管的连接。
冰箱压缩机上的纯铜管(8mm×1.5mm)与冷却器铝合金管可通过氧-乙炔火焰钎焊连接,氧-乙炔钎焊采用的焊炬为H01-6,2号焊嘴,中性焰焊接;采用直径为3mm的纯铝焊丝HS301,配以焊剂CJ401。
二,焊接操作
1,焊前清理和准备
先将待焊的纯铜管端部用手锤轻敲收口,使之呈圆台形;收口后,如果出口孔径影响使用,可选用合适钻头扩一下;将直径为5mm钢筋或碳钢焊条端部磨成锥形,插入铝管需焊端头,缓慢外扩,使之呈喇叭口形,当然最好使用专用的扩口器更好;再将准备好的纯铜管插入铝管中3~5mm,并使之配合紧密。
将修整和装配好的两个管件分别用细砂纸或锉刀将待焊处30~50mm范围打磨干净并露出金属光泽,将焊丝用细砂纸擦去污物及氧化膜,露出金属光泽。这一步的清理也可用化学方法:将焊件置于10%氢氧化钠溶液中浸泡至完全露出金属光泽后用水清洗,再在20%硝酸水溶液中进行中和,用清水冲洗干净后干燥。将焊剂用蒸馏水调成糊状均匀涂覆在焊丝上烘干备用。
二,施焊操作
1,铜管过渡层的焊接
先把处于水平或爬坡位置的铜管端头10~20mm处(留出搭接部分),用氧乙炔火焰加热至亮红色:待加热部位的铜管呈现“出汗”状态,即铜管表面处于似化非化状态时,立即用涂好焊剂的焊丝拨动铜管表面,同时焊丝熔化并和纯铜表面黏合并渗入铜管壁表层中,这时焊炬沿管体纵向向前移动并不断用焊丝拨动似化非化的铜管表面。
为保证焊接的连续性,焊接过程中应及时转动铜管,使焊接操作始终处于水平位置,直至环管一周完全接触上。整个施焊过程采用左向焊法,焊炬与焊件保持80°~90°夹角,焊丝与焊炬保持约45°夹角,火焰焰芯距工件表面约4~6mm钎焊操作时动作要快,钎焊温度和送丝时机要掌握好。如果铜管温度低,焊丝熔化后会呈圆球状滚落,使焊接过程中断。再焊时会使经过高温加热的铜管表面再次生成氧化膜而使熔化的焊丝更难渗进铜管壁表面。加热温度过高会使铜熔化(铜完全熔化后并不和铝熔合),甚至熔穿并形成管内的焊瘤堵塞管壁而报废。
2,过渡层焊后的修整
由于施焊中铜管处于亮红色的高温状态(900℃左右)时,铝管仍处于液态,因此施焊时一经转动,仅在铜管表面薄薄地挂了一层焊上的铝,其他部位由于处于液态而下滴形成焊瘤或流失,因此焊后须对过渡层进行修整。
修整的具体方法是:待焊件略降温后,将形成焊瘤处用氧乙炔火焰加热至熔点时转动铜管,使凸出的铝液随焊炬向前加热而流向低处,直至所焊周围熔融钎料余高均匀,保持在2~3mm即可,如果流失的铝过多,可在转动时再添加焊丝补充,此时须注意温度不可过高,以防再度流失。如果熔融钎料过高,待焊件降至常温(可用冷水急冷)后,用小锉加工到合适高度。
3,过渡层与铝管的焊接
将焊好过渡层的铜管预留出纯铜端头及过渡层部分重新清洁,去除残存焊剂、污物及氧化物,然后与铝管对成搭接接头形式,如下图:
首先沿管周均匀点固三处进行定位焊。定位焊后将工件放稳支牢,消除焊口的支撑力,工件不得悬空和震颤,因为铝在高温时的强度很低,塑性也差,接近熔点时的强度几为零。施焊时除禁止外力振动外,还应考虑到工件及焊口本身的重力在加热后引起的错位和脱落。焊接操作时,焊炬与焊件之间的夹角在15°~30°之间,焊丝与焊炬的夹角约45°,火焰焰芯与工件距离约为3~5mm。
钎焊操作时,焊丝与焊炬的配合要密切得当焊丝不间断的落入熔池,动作尽量要快,以减少焊件受热时间和避免出现焊瘤。钎焊时,可根据操作者水平或习惯选定位置。操作技术熟练者,可从两边立焊位置开始向上焊至平缝位置,翻动一次便可完成;也可采用多次转动的方法,使焊接操作始终处于爬坡和平焊位置。
应注意的是,无论转动几次,每次都应等温度降至200℃以下后再转动,而且转动后一定要将工件重新放稳支牢,以防止因再次加热后失重而造成脱落。
三,缺陷及其危害
1,未熔合
产生未熔合的原因除焊件清理不干净外,操作上的原因有两个:一是加热时未达到要求温度便添加焊丝,使焊丝熔化后滚落并造成纯铜管的污染而产生未熔合;二是紫铜达到加热温度后,焊丝给进不及时,使纯铜管表面熔化过多而产生未熔合。
由于未熔合会使铜与铝之间残存焊剂和夹杂物、氧化物而增加了对工件的腐蚀性,降低其使用寿命。一般的未熔合会产生泄漏,难以在承压状态下使用。
2,熔穿
产生熔穿的原因一是焊接温度过高,二是施焊时间过长,使热量集中在较小的铜管端头难以散发。熔穿后的熔孔周围一般伴有未熔合,并且在管内壁形成焊瘤,减少或堵塞管径通道而导致报废。
对于未熔合可在经过清洗后的铜管和过渡层边缘处补焊,经规定使用压力试验合格后仍可使用,而熔穿后产生焊瘤则必须锯掉重新焊接。
四,焊后检验和清理
钎焊接头外观检查无气孔夹渣、裂纹及熔合不良等缺陷,并经30MPa气压试验无渗漏现象。检验合格后,用热水冲洗残存焊剂、焊渣后,用钢锉去除较高的熔覆钎料,修整平滑过渡接头,尽量使之美观些。
