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1、空调器中的铜管焊接分析温筠（西安庆安制冷设备股份有限公司710075）TheAnalysisForTheWeldingofCopperTubeinAir-conditionerWenyun(Xi’anQingAnRefrigerationEquipmentCo.,Ltd.,710075)摘要：本文对空调器中应用的铜管的性质及影响因素进行了阐述，对焊接工艺及常出现的故障进行了分析。关键词：铜管焊接、钎焊、故障Abstract：Thispapersetsforththecharacterandtheinfluencefactorofc
2、oppertubeapplyingintheair-conditioner.ItalsopresentsafundamentalresearchtotheWeldingcraftandthecommonfailures.Keyword：WeldingofCopperTubefusionweldingfailure0引言：近几年，中国空调业飞速发展，成为占全球空调总产量约60%的第一大空调生产国和占全球空调需求量约30%的最大空调消费国，有力推动着全球空调产业以5%左右的速度增长。作为空调两器(冷凝器和蒸发器)所用的高效散热管路，大
3、量应用铜管，在两器及压缩机的连接处都需焊接并且对焊接质量要求较高。空调器中一般选用T2、TP2、TU2铜管，焊接方法常用钎焊（炉中钎焊、火焰钎焊等），焊接母材有钢与铜连接、铜与铜连接。由于焊接过程是在热力学不平衡的条件下进行的（冶金因素、结构因素、几何形状、应力几种因素），所以极易出现裂纹及晶粒长大等各种故障，现分别叙述如下：1.铜的性质及杂质影响纯铜的密度为8.9,熔点1083℃,钝铜的强度不高(Gb=200～250N/mm2),硬度较低（HBSCW40-50)。铜为面心立方晶格,具有较多的形变滑移系,室温、高温变形能力很好,退
4、火状态的铜,不经中间退火可压缩85%～95%而不产生裂纹。但铜在500～600℃呈现“中温脆性”，在焊接过程中,易在此温度区间发生裂纹。据研究,“中温脆性”和杂质的性质、含量、分布、固溶度等有关,杂质主要有铅、铋、氧、硫、磷等。杂质的存在对铜的焊接性有很大的影响，Bi与Pb是铜中的主要杂质,它们均不溶于固态铜,微量的Pb形成低熔点共晶组织(Cu+Pb),其共晶温度为326℃;Bi与Cu也形成低熔点共晶组织(Cu+Bi),其共晶温度为270℃,这些共晶体最后结晶,集中在晶界上,会使铜产生脆性,在焊接过程中形成裂纹,因此,应限制Bi、
5、Pb在铜中的含量,通常Bi<0.002%,Pb<0.005%，同样，在焊料中也应限制Bi、Pb的含量。S能溶解在熔融的铜中,S的存在使铜的熔点降低,形成Cu2S脆性化合物,使铜的塑性降低,当S含量>0.1%时,铜就会有热脆性,焊接时热状态就产生裂纹。O很少固溶于铜,与铜生成Cu2O,含氧铜冷凝时,Cu2O分布在晶体的晶界,这就降低了铜的塑性和耐腐蚀性,也使其焊接性变差。氧含量在铜焊接中极易产生缺陷，尤其是在铜管焊接中更应严格控制氧含量。由于铜中含有一定量的氧,焊接过程中,氢就会向铜中扩散,发生如下反应:Cu2O+H22Cu+H2O
6、反应所形成的H2O,不溶解于铜中,在铜的凝固过程中,来不及逸出以气体形态聚集于晶界,造成氢侵蚀裂纹。2.焊接工艺空调器及压缩机中的铜管焊接一般采用钎焊，常用的工艺有：炉中钎焊和火焰钎焊。钎焊是利用比母材熔点低的金属材料作为钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点,但低于母材熔点温度,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙实现连接焊件的方法。钎料应满足以下要求:(1)应具有良好的润湿性,并在规定的钎焊温度范围内,易于填充填钎料间隙;(2)应具有适宜的熔点和流动性,具有较好的相互扩散性,能形成牢固的高质量的接头;(3)钎料应具有稳定、均匀的成
7、分,不因液化而偏析,也不应有强挥发性、对母材有害的元素;(4)得到的钎焊接头应满足规定的物理、化学性能和力学性能。根据以上原则，我们常选用银-铜焊丝作为钎料。从工艺控制方面来讲，Ag45CuZn钎料最好，Ag15CuZn或黄铜焊丝也可以用，但在生产各个环节都须严格控制，采用Ag15CuZn或黄铜焊丝故障率较高。焊剂的选用也很重要，首先它要能清除钎焊金属及钎料表面的氧化膜,为液态钎料在钎焊金属表面铺层创造条件;其次，能以液态薄层覆盖钎焊金属和钎料表面,隔绝空气,防止在加热过程中氧化;第三，增强表面活化作用,增加钎料流动性,改善液态钎
8、料对铜管的润湿；第四，有利于清除焊缝中的O2、H2、S等杂质。。配合间隙也是获得良好焊接质量的重要环节，它对钎焊接头的严密性及强度影响很大,间隙过小,钎料难以将钎剂挤出,形成夹层,过大则钎料流失严重,3.常见故障及预防措施空调器及压缩机制造中焊接方
