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目前我国空调用制冷铝排管代铜管的焊接方案

编辑:潍坊鼎晖金属制品有限公司时间:2021-02-21

  以家用空调为例,空调制冷管路中的铜管主要使用在空调的蒸发器和冷凝器的U管、弯头,机组中的配管、消音器、储液包以及分体空调器的连接管等,家用空调器通常采用φ60~中1588mm。壁厚027o8mm的铜管。铜管壁的厚薄和溥壁铜铝管的焊接较难实现规模化生产,是制约空调行业制冷铝排管代替铜管的关键因素之一。不论是家用空调的蒸发器和冷凝器管路、还是家用分体空调器的连接管,都有采用全铝替代全铜和铜铝组合结构代替全铜的两种解决方案,多数人倾向于选择铜铝组合结构代替全铜的方案,发明以下焊接技术并成功的解决了空调铜铝连接管的焊接难题:

  采用插接式铜铝管焊接接头、利用电阻-压力复合焊接方法焊接铜铝管,在铜铝管接头高温加热的同时,施加多向应力,使焊缝组织产生塑性流变。过程如下:

  电极板在管路径向对铜管和铝管实施了高压固定,保障管路不变形,管端缩口后的铜管,一边被通电加热,一边在轴向载荷的作用下,向铝管中推进。此时,铜管保持固态,但与铜管接触的铝管趋于熔融,处于熔融状态的共晶组织和铝质材料沿着铜管壁挤出,无铜铝共晶组织和氧化组织的制冷铝排管材料与铜管发生原子间的扩散连接,完成铜铝管焊接。图7是焊接后铜铝接头的剖面图,在100金相显微镜下可以发现靠近外表面焊缝的5mm区域范围内,铜铝熔合区的焊缝之间没有铜铝共品组织,实现了原子间的扩散连接,这一部分是实现焊接的部分,结合强度高,不容易撕扯;紧接着有一段长度在3~4mm,有铜铝共晶脆性组织的焊缝。

  在一些应用场合如空调蒸发器、空调冷凝器的生产中,铜铝管的外部要套散热翅片,然后通过对铜铝管内部向外涨管的方法将散热翅片固定在铜铝管上,铜铝接头内部直径要符合涨管的要求。因此需要对铜铝接头焊接进行越大限度的扩口,才能不影响后续加工。通过对20%扩口率的铜铝焊缝进行金相断面分析(400倍),可以看出有共晶组织的焊缝,在扩口时,共晶组织被拉断;而在实现焊接制冷铝排管的区域(靠近外表面焊缝的区域),由于焊缝中没有铜铝共晶脆性组织,焊缝组织完好,没有出现扩裂现象,本方法有望应用于空调的蒸发器和冷凝器U管材料的铝代铜。