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制冷設(shè)備釬焊工藝研究及應(yīng)用

摘 要:本文介紹了制冷設(shè)備釬焊的基本過程和氣體助焊劑的應(yīng)用,使用表明采用合適的裝配間隙、正確的火焰加熱過程和添加釬料的方法是保證釬焊質(zhì)量的關(guān)鍵,所采用的工藝過程使鋪滿釬焊接頭并滿足制冷設(shè)備的質(zhì)量要求。
序言
隨著現(xiàn)代工藝技術(shù)的發(fā)展,釬焊得到了迅速的發(fā)展,無論在釬焊工藝方面,還是釬焊材料方面都有新的發(fā)展,在制冷設(shè)備中,換熱器的制造及制冷循環(huán)管路的連接都將用到釬焊,釬焊焊接接頭數(shù)量多,直徑變化范圍大,焊接質(zhì)量將直接影響制冷設(shè)備的性能及制冷效果,因此,無論任何公司對(duì)釬焊都比較重視。
在釬焊中,如果沒有正確的釬焊工藝,在銅與銅、銅與黑色金屬如fe連接時(shí),釬料不易在釬縫結(jié)合處形成較好的連接。在釬焊過程中,首先要溶解和破壞母材和釬料表面的氧化膜,能夠很好的潤濕母材和減小液態(tài)釬料與母材的表面張力,使釬料能充分鋪展,zui后在釬焊過程結(jié)束以后會(huì)形成焊縫金屬。因此要保證系統(tǒng)管路的釬焊接頭質(zhì)量及焊接接頭的密封性能,必須有正確的釬焊工藝過程和較*的釬焊工藝。
本文敘述了制冷設(shè)備釬焊的氣體助焊劑的使用及釬焊的基本過程,釬焊的清潔及裝配間隙的要求、正確的火焰加熱過程和正確的添加釬料的方法是保證釬焊質(zhì)量的關(guān)鍵,所采用的工藝過程使焊接接頭加熱、加料均勻,得到理想的毛細(xì)作用,釬料達(dá)到內(nèi)件的根部,全程鋪滿接頭的內(nèi)、外件間隙。所采用的氣體助焊劑使系統(tǒng)管路的釬焊接頭不易被腐蝕,從而引發(fā)泄漏事故,同時(shí)保護(hù)工件金屬和釬料在施焊過程中不被繼續(xù)氧化,以改善釬料對(duì)工件金屬表面的潤濕性,促進(jìn)焊縫的形成。
1 氣體助焊劑及釬焊裝置 在空調(diào)及制冷設(shè)備的制造中,釬焊是關(guān)鍵的工藝,zui早的工藝是采用含銀45%的釬料及焊劑102,釬焊時(shí)要不停用釬料蘸焊劑加入,焊接時(shí)要注意焊劑不能過多,以防污染空調(diào)系統(tǒng),焊接后要清理接頭的焊劑,防止焊劑腐蝕接頭和銅管,為了提高焊接效率及里質(zhì)量,氣體助焊劑在釬焊過程中得到應(yīng)用,氣體助焊劑是把助焊劑添加到火焰中進(jìn)行銅銀釬焊,適用于現(xiàn)代化的、高速的、經(jīng)濟(jì)的焊接方法。氣體助焊劑是一種高揮發(fā)性液態(tài)化合物,既無腐蝕,又不含氟,它在氣源的燃?xì)饴分屑尤耄阝F焊時(shí)發(fā)出明亮的綠光,助焊劑隨火焰從焊槍中噴出,自動(dòng)均勻的輸送到釬焊區(qū),形成一層保護(hù)膜,防止焊縫金屬表面氧化,潤滑釬焊區(qū),從而提高了釬焊質(zhì)量,同時(shí)防止了有害氣體的產(chǎn)生,釬焊時(shí)可用低銀釬料,如料204,降低成本,焊后,釬焊區(qū)域清潔、明亮,附著物少,釬焊的裝置如圖1。由于助焊劑的添加,在火焰中形成“霧化”狀態(tài)即均勻助充分的添加,大大提高了焊縫的質(zhì)量和焊接水平,減小了焊縫的泄露的機(jī)率,確保高質(zhì)量的焊縫的形成。
2 焊接前準(zhǔn)備 2.1 底面開口缺陷的b掃描圖像清潔釬件和去除污物
毛細(xì)作用只有在金屬表面相當(dāng)清潔時(shí)才可很好作用。因此,去除所有污物(油、油脂、垃圾、鐵銹和氧化物)非常必要,清潔釬件的方法如下:
(a)在清除污垢、鐵銹、氧化物之前清除臟物、油和油脂,為達(dá)此目的,將釬件浸入化學(xué)清洗溶液中。要清除污垢、鐵銹、氧化物或油漆,用砂紙*清理表面。磨松污物后,以抹布或海綿清除殘余物或渣粒。
(b) 釬件清洗完畢之后,釬焊前應(yīng)使之*干燥。干燥后,應(yīng)盡可能快地施焊以免再度污染。
2.2 保證良好的裝配和正確的間隙
為了得到毛細(xì)作用、便于裝配、保接頭的強(qiáng)度、便于填加合金、防止浪費(fèi),就必須保證正確間隙以得到質(zhì)量高的釬焊接頭,圖2(a)為室溫下黃銅管插入鐵接頭,圖2(b)為釬焊溫度下的間隙。鐵的膨脹率小于黃銅,因此間隙變小,從圖可見膨脹作用對(duì)預(yù)留間隙的影響,因此,必須保證合適正確的釬焊間隙。
圖1 釬焊裝置圖
2.3 接頭裝配和支撐
釬件良好對(duì)心,垂直放置,釬件內(nèi)部在釬焊過程中通氮?dú)獗Wo(hù)以免氧化。
3 釬焊組件 3.1 釬焊前
a. 確保保護(hù)氮?dú)獾恼9?yīng)。
b. 在檢修閥、四通閥或熔塞旁釬焊時(shí),應(yīng)將之隔絕或放熱以免損壞或泄漏。如果可能,可用散熱裝置。如果難以用散熱裝置,可以用濕布或濕海面包裹需保護(hù)的區(qū)域。
c. 要得到良好的釬焊,氧氣和乙炔的正確混合是相當(dāng)重要的。
ⅰ. 打開乙炔閥;
ⅱ. 點(diǎn)燃火焰;
ⅲ. 打開氧氣調(diào)節(jié)閥直至得到中性或還原焰;
ⅳ. 調(diào)節(jié)氧氣和乙炔得到正確的火焰,淡蘭色的中性焰適于紫銅和黃銅的及紫銅和紫銅的接頭;淡蘭焰心的亮蘭色的還原焰適于所有的鋼接頭;過少的氧氣會(huì)導(dǎo)致燃燒不足,產(chǎn)生煙塵,過多的氧氣會(huì)導(dǎo)致過熱或過度氧化。
3.2 釬焊過程
圖3 加熱對(duì)間隙的影響(鐵管,銅接頭)
圖4 加熱接頭
a. 在鐵接頭中釬焊黃銅或鐵接管時(shí),先用外焰離外件12~25毫米處加熱外件,如圖4。但是,當(dāng)鐵管在黃銅或紫銅接頭中釬焊時(shí),應(yīng)先加熱外件。因黃銅和紫銅是優(yōu)于鐵的導(dǎo)熱體,應(yīng)施加更多的熱量。
b. 必須用外焰加熱釬件,內(nèi)焰應(yīng)離釬件18~25毫米。
c. 如果管件十分小,釬炬火焰可以同時(shí)包容內(nèi)件和外件,以盡可能均勻的速度加熱兩件至釬焊溫度。前后和左右擺動(dòng)釬炬,保持兩件于釬焊溫度和均勻的加熱。這樣可以防止熱斑的出現(xiàn)及接頭過熱或加熱不足如圖5。
3.3 釬焊溫度
a. 當(dāng)紫銅變得暗紅時(shí),表明已達(dá)到釬焊溫度;如變得鮮紅,則金屬已過熱。
b. 當(dāng)黃銅變得深紅時(shí),表明已達(dá)到釬焊溫度;當(dāng)黃銅變亮紅時(shí),已過熱,即將熔化。在此溫度釬焊,將有很高的漏率。
c. 當(dāng)鐵變暗紅時(shí),表明已達(dá)到釬焊溫度。
3.4 施加釬料
a. 必須保持釬料清潔,臟或受腐蝕的釬料會(huì)在接頭區(qū)域產(chǎn)生夾雜。
b. 熔化釬料會(huì)向高溫區(qū)域流動(dòng),注意在緊挨接頭處添加釬料。
圖6填加釬料
c. 達(dá)到釬焊溫度才可加釬料,如添加釬料時(shí),釬料只是附于釬件表面而不熔化,表明尚未達(dá)到釬焊溫度,需繼續(xù)加熱。釬焊小直徑管時(shí),應(yīng)在一點(diǎn)添加釬料并繞接頭移動(dòng)之,如圖6。釬焊大直徑管時(shí),沿接頭同時(shí)在兩點(diǎn)添加釬料以免過熱;加釬料時(shí),不可超出外件否則的釬料會(huì)流到接頭之外。
e. 添加適量的釬料以得到良好的接頭,釬料應(yīng)凝于釬件的間隙間。如果釬焊后釬料堆于接頭外,既浪費(fèi)材料、影響成形,還會(huì)削弱接頭的強(qiáng)度。
f. 釬焊時(shí),應(yīng)加熱接頭區(qū)域而不可加熱釬料,當(dāng)釬料開始流動(dòng)后,持續(xù)添加直至接頭充滿。一旦釬料開始流動(dòng),沿接頭前后移動(dòng)釬炬,使內(nèi)件和外件均勻加熱。這樣可確保良好的毛細(xì)作用,如圖7。
圖7 火炬移動(dòng)及釬料移動(dòng)
g. 應(yīng)遵循正確的方法和步驟施焊,否則難以得到理想的毛細(xì)作用。
h.對(duì)整個(gè)接頭區(qū)域加熱,一旦釬料被管件的熱量熔化,釬料會(huì)被毛細(xì)作用引入接頭。
4 清潔組件和冷卻 (1)釬焊完成后,將釬件置于凈水中淬水,使釬件的溫度降低,以免釬件在高溫狀態(tài)下被氧化;對(duì)接組中無法分離淬水的釬件,釬焊后用濕布或濕海綿包附釬焊接頭降溫。
(2)小心清理黃銅分配管、閥和其它部件,清理之前,應(yīng)讓黃銅件冷卻。釬焊后馬上冷卻會(huì)在黃銅件表面產(chǎn)生裂紋。
(3)*清理接頭,保證無釬劑和殘垢。
5 釬焊的結(jié)果 (1)對(duì)試件進(jìn)行解剖試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)釬料達(dá)均勻鋪滿焊接接頭,鋪滿80%~100%的接頭長度,沒有發(fā)現(xiàn)氣孔等缺陷。
(2)正確的加熱方法使釬焊接頭的加熱均勻,通過判斷接頭的顏色使能很好的控制加熱溫度,并防止過熱。
(3)觀察釬焊過程,可明顯看到釬料均勻的流動(dòng),迅速填滿間隙,使焊接接頭達(dá)到*的機(jī)械性能。
(4)釬縫致密,不會(huì)產(chǎn)生任何疏松泄漏現(xiàn)象。焊后焊縫金屬表面無釬劑殘?jiān)附訁^(qū)清潔、明亮,無需任何清理工序,生產(chǎn)產(chǎn)品的泄漏檢驗(yàn)表明使泄漏點(diǎn)減少60%以上。
(4)降低了釬料的含銀,降低低材料消耗成本,釬焊時(shí)不會(huì)產(chǎn)生含氟的焊接煙塵,有利于操作工的身體健康。
(5)氣體助焊劑及釬焊裝置的使用,使助焊劑以氣體形式加入焊接火焰中,在焊接時(shí),火焰加熱部分有助焊劑存在,實(shí)現(xiàn)了添加助焊劑自動(dòng)化
(6)焊后的焊縫表面形成一種耐蝕保護(hù)層,可保持焊縫表面光亮、平滑,沒有傳統(tǒng)焊劑造成的玻璃狀焊渣,無氧化物,無殘留物,降低了清理工時(shí),節(jié)約成本。
6 結(jié)論 (1)合適的釬焊間隙、正確的火焰加熱過程和正確的添加釬料的方法是保證釬焊質(zhì)量的關(guān)鍵,
(2)所采用的工藝過程是焊接接頭加熱、加料均勻,得到理想的毛細(xì)作用,釬料達(dá)到內(nèi)件的根部。
(3)所采用的氣體助焊劑使系統(tǒng)管路的釬焊接頭不易被腐蝕,同時(shí)保護(hù)工件金屬和釬料在施焊過程中不被繼續(xù)氧化。提高焊接接頭質(zhì)量提高生產(chǎn)效率,節(jié)約成本。
圖5 加熱運(yùn)動(dòng)方向

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