制冷设备钎焊工艺研究及应用
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钎焊的原理特点应用方法1. 原理钎焊是一种利用金属钎料在被连接件和填料之间进行连接的热连接方法。
它通过加热填料,使其熔化,然后润湿连接件表面,形成坚固的连接。
钎焊的原理包括以下几个步骤:1.温度升高:在钎焊过程中,需要将填料加热到足够的温度,使其熔化。
这可以通过火焰、电弧或感应加热等方式实现。
2.填料润湿:一旦填料达到足够的温度,它会润湿连接件表面。
填料的润湿性能很重要,它决定了钎焊接头的强度和密封性。
3.扩散合金化:填料与连接件的接触面发生扩散合金化反应。
填料中的合金元素与连接件表面的金属元素相互渗透,形成均匀的合金层。
4.冷却固化:熔化的填料在冷却过程中会逐渐凝固形成坚固的连接。
随着温度的降低,填料与连接件之间的结晶界面逐渐形成。
2. 特点钎焊具有以下一些特点:•可连接多种不同类型的金属和合金,如铜合金、铝合金、不锈钢等。
•连接强度高,能承受较大的拉伸、剪切和扭矩载荷。
•连接接头密封性能好,可用于气体和液体的密封连接。
•适用于连接薄壁构件或材料,因为钎焊过程中的热输入相对较低,减少了热变形的可能性。
•可连接复杂形状的工件和不容易加工的材料。
•钎焊过程中没有电弧和喷涂,对环境污染较少。
3. 应用方法钎焊在多个行业和领域都得到广泛应用,下面介绍一些常见的钎焊应用方法:3.1 火焰钎焊火焰钎焊是一种常见的钎焊方法,使用气体燃烧产生的火焰加热填料和连接件。
常用的火焰钎焊气体包括乙炔和氧气混合气体,以及液化石油气和空气混合气体。
通过调节火焰的温度和焰程,控制填料的加热和润湿。
3.2 焊接炉钎焊焊接炉钎焊是一种将钎焊件置于专用炉中进行钎焊的方法。
炉内提供适当的加热温度和气氛控制,以实现填料的熔化和润湿。
这种方法适用于大量生产,可以实现钎焊过程的批量化和自动化。
3.3 压焊钎焊压焊钎焊是一种利用机械压力将填料压入连接件之间的方法。
这种方法通常通过钎焊夹具或机械设备实现,可以控制填料的润湿和连接厚度。
压焊钎焊广泛应用于管道连接、板材连接和焊接接头等领域。
制冷设备钎焊工艺研究及应用随着现代工艺技术的发展,钎焊得到了迅速的发展,无论在钎焊工艺方面,还是钎焊材料方面都有新的发展,在制冷设备中,换热器的制造及制冷循环管路的连接都将用到钎焊,钎焊焊接接头数量多,直径变化范围大,焊接质量将直接影响制冷设备的性能及制冷效果,因此,无论任何公司对钎焊都比较重视。
在钎焊中,如果没有正确的钎焊工艺,在铜与铜、铜与黑色金属如Fe连接时,钎料不易在钎缝结合处形成较好的连接。
在钎焊过程中,首先要溶解和破坏母材和钎料表面的氧化膜,能够很好的润湿母材和减小液态钎料与母材的表面张力,使钎料能充分铺展,最后在钎焊过程结束以后会形成焊缝金属。
因此要保证系统管路的钎焊接头质量及焊接接头的密封性能,必须有正确的钎焊工艺过程和较先进的钎焊工艺。
在制冷设备钎焊的气体助焊剂的使用及钎焊的基本过程中,钎焊的清洁及装配间隙的要求、正确的火焰加热过程和正确的添加钎料的方法是保证钎焊质量的关键,所采用的工艺过程使焊接接头加热、加料均匀,得到理想的毛细作用,钎料达到内件的根部,全程铺满接头的内、外件间隙。
所采用的气体助焊剂使系统管路的钎焊接头不易被腐蚀,从而引发泄漏事故,同时保护工件金属和钎料在施焊过程中不被继续氧化,以改善钎料对工件金属表面的润湿性,促进焊缝的形成。
1 气体助焊剂及钎焊装置在空调及制冷设备的制造中,钎焊是关键的工艺,最早的工艺是采用含银45%的钎料及焊剂102,钎焊时要不停用钎料蘸焊剂加入,焊接时要注意焊剂不能过多,以防污染空调系统,焊接后要清理接头的焊剂,防止焊剂腐蚀接头和铜管,为了提高焊接效率及里质量,气体助焊剂在钎焊过程中得到应用,气体助焊剂是把助焊剂添加到火焰中进行铜银钎焊,适用于现代化的、高速的、经济的焊接方法。
气体助焊剂是一种高挥发性液态化合物,既无腐蚀,又不含氟,它在气源的燃气路中加入,在钎焊时发出明亮的绿光,助焊剂随火焰从焊枪中喷出,自动均匀的输送到钎焊区,形成一层保护膜,防止焊缝金属表面氧化,润滑钎焊区,从而提高了钎焊质量,同时防止了有害气体的产生,钎焊时可用低银钎料,如料204,降低成本,焊后,钎焊区域清洁、明亮,附着物少,钎焊的装置如图1。
制冷行业传统的焊接工艺是采用银焊条手工火焰钎焊的方式。
火焰钎焊温度高、加热快、但也容易出现加热不均匀、过烧等不良现象,对操作者的技能水平要求也较高。
自从高频感应焊机应用以来,制冷行业的焊接技术获得了突飞猛进的发展。
高频感应钎焊的基本原理:感应钎焊是将工件放置在高频交流电感应线圈产生的电磁场中导体里将产生涡电流,通过表面感应电流产生的电阻热来实现钎焊。
感应钎焊操作简便,加热速度快。
加热速率随感应线圈和工件间距离呈相反的变化,随距离的增加,加热速率急速下降;电阻率小的金属(如Cu 和Al)升温要比电阻率大的金属慢。
钢及不锈钢感应钎焊不需要加热整个部件、经济性好、采用局部加热可避免工件其他部位软化。
加热深度依赖于交流电频率,交流电频率增加,加热深度将会降低;电流频率应视接头和母材情况而定,高频感应加热设备的频率一般在30-100KHZ。
高频感应钎焊的应用:对于制冷行业的钎焊来说,应用高频钎焊工艺必须对感应加热设备、感应器、钎料、钎剂、夹具等方面的进行正确的选择,并需要通过大量的实验对不同电流,时间等参数进行变换实验,摸索出最适合该产品的一套参数,保证较好的焊接质量。
1 高频焊机的选择:频率越高,加热深度越浅,频率越低,透热性越好。
冰箱压缩机外排气管为1mm 厚紫铜管,内排气管为0.5mm厚邦迪管,母材厚度较薄,使用高频感应焊机可达到较好的焊接效果。
加热速度可以通过感应器输出功率、加热时间、材料质量、比热等参数进行计算,选择功率范围适合的感应焊机。
冰箱压缩机排气管焊接一般选用30KW 的高频焊机焊机。
可以分两个阶段或多个阶段加热,每个阶段都可设定不同的电流和加热时间,保证焊接过程的稳定和一致性,从而保证焊接质量。
2 感应器的制作为减小感应器自身发热,感应器一般用电阻率较低的紫铜管制作,盘绕成螺旋状线圈,管内有循环冷却水通过,对感应器进行冷却,及时带走热量,防止感应器被烧坏。
一般情况下,线圈应选用直径5mm以上的紫铜管制作。
关于空调管路件钎焊工艺的研究应用发布时间:2021-09-22T03:26:19.585Z 来源:《科学与技术》2021年21期作者:沈督[导读] 本文以空调管路件火焰钎焊为研究对象,对其原理、工艺技术、制造环节常见的质量缺陷以及解决对策展开论沈督TCL空调器(中山)有限公司广东省中山市 528400【摘要】本文以空调管路件火焰钎焊为研究对象,对其原理、工艺技术、制造环节常见的质量缺陷以及解决对策展开论述。
【关键词】空调管路件、钎焊工艺、焊接缺陷及对策Research and application of brazing technology for air conditioning pipeline partsShenDuTCL air conditioner (Zhongshan) Co., Ltd. Zhongshan City, Guangdong Province 528400[Abstract] This paper takes the flame brazing of air conditioning pipeline parts as the research object, discusses its principle, process technology, common quality defects in the manufacturing process and the countermeasures.[Key words] Air conditioning pipeline parts, brazing process, welding defects and Countermeasures空调换热器、管路件的生产制造中,大量使用高效内螺纹铜管和紫铜管,各管路件之间需要采用焊接方式连接成一个密闭的内循环系统,对焊接的质量要求很高,不能有泄漏、堵塞的现象,否则空调性能就会失效。
焊接工艺的研究和应用一、引言焊接工艺是一种重要的金属制造工艺,广泛应用于汽车、航空、船舶、轮船、建筑、电力、机械制造等领域。
随着制造业的发展和技术的不断更新迭代,焊接工艺也在不断创新和完善。
本文将探讨焊接工艺在制造业中的应用和研究。
二、焊接工艺的应用1.汽车行业汽车行业是焊接工艺应用比较广泛的行业之一。
汽车的车架、车身、底盘等主要部件都是通过焊接技术来制造的。
现在市场上许多汽车都采用了激光焊接、电阻焊接、氩弧焊接等现代化焊接技术,将汽车的结构和性能都提高到了一个新的水平。
2.航空航天行业航空航天行业对焊接工艺的要求尤为严格,需要有高强度的材料、严格的质量控制、高精度的焊接工艺。
因此,航空航天行业采用了一些比较先进的焊接技术,如等离子弧焊、激光焊、压力焊等。
这些技术不仅可以保证焊接接头的高质量,还能提高材料的强度、刚度和耐腐蚀性能。
3.建筑行业建筑行业的焊接工艺主要应用于钢结构、桥梁、隧道、水利工程等大型建筑工程。
这些工程需要使用大量的焊接工艺,如电弧焊、气体保护焊、塔式焊接和激光焊接。
这些工艺不仅可以提高建筑结构的稳定性,还可以减少施工的时间和劳动力成本。
4.电力行业电力行业需要大量的电缆、导线、变压器和发电机等设备。
这些设备需要采用一些特殊的焊接技术,如电阻焊接、线圈焊接、RP焊接等。
这些技术可以保证设备的电气性能和稳定性,提高电能的传输效率和质量。
三、焊接工艺的研究1.焊接材料和设备的研究焊接材料和设备是影响焊接质量和效率的重要因素。
近年来,焊接材料和设备的研究不断深入,不断推陈出新。
研究人员通过材料的特性和设备的性能来改善焊接工艺的质量和效率。
例如,针对汽车焊接中的焊接留痕问题,研究人员研发了一种新型的自动焊接机,可以将焊接留痕减少80%以上。
这种机器可以带来更高的稳定性和生产效率,将为汽车焊接工艺带来突破性进展。
2.焊接过程的模拟和优化通过利用计算机进行模拟和优化,可以提高焊接工艺的效果和质量。
广西石化高级技工学校
课堂教案(实习)
任课教师:刘志钢、赵洪涛科目:制冷技术授课班级: 2012家电制冷
时间分配
教学内容及教学组织管理
教学方法
与手段
八、制冷管路焊接
1、焊前清理
焊前要清除焊件表面及接合处的油污、氧化物、毛刺及其杂物,保证铜管
端部及接合面的清洁与干燥,另外还需要保证钎料的清洁与干燥。
2、清洁度检验
一般的焊件在焊前已有专门的清洁工序(如酸洗),但仍有可能因处理工
序不佳或储存方式不正确而使焊件表面留有油污或水份,因此在接头装配和
焊接前仍需要以目视和触摸的方式检验焊件表面的清洁度和干燥度,若发现
焊件不干净、潮湿或被氧化,应挑出来重新处理方可焊接。
另外,焊料被污
染应放弃使用或清洗后再使用。
3、接头安装
钎焊的接头形式有对接、搭接、T型接、卷边拉及套接等方式,制冷
系统所采用的均为套接方式,不得采用其它接头方式。
4、安装检验
接头安装完毕后,应检验钎焊接头是否的变形、破损及套接长度是否合适,
如图所示不良接头应力求避免,若出现不良接头应拆除重新安装后方可焊
接。
5、充氮保护
接头安装经检查正常后开启充氮阀进行充氮保护,以防止铜管内壁受热而
被空气氧化,焊前的充氮时间要求应依据具体工序的作业指导书要求,为保
证焊前和焊接后有充足的氮气保护,对充氮要求如下表所示。
一般来说。
预充式(短时置换)停留的时间为3-5秒就需快速焊接。
钎焊原理及适用范围钎焊(soldering)是一种金属连接加工方法,通过在金属接头上加热一种低熔点的填充材料(钎料),使其熔化并流入接头间隙,随着钎料的冷却凝固,形成稳固的连接。
钎焊广泛应用于机械、电子、航空航天等领域,其原理和适用范围如下:1.原理钎焊的原理是利用金属和钎料之间的冶金反应形成连接。
在钎焊过程中,钎料的熔点低于基体金属,因此在加热过程中,钎料先熔化并且不熔化基体金属,然后通过表面张力和毛细作用力流动到接头间隙。
在冷却过程中,钎料凝固,并且与基体金属形成牢固的连接。
钎焊的连接强度主要通过钎料与基体金属的冶金反应和混合结晶来实现。
2.适用范围钎焊适用于以下几种情况:2.1基体金属的熔点高于钎焊温度钎焊主要适用于金属的连接,特别是当基体金属的熔点高于钎焊温度时。
这是由于钎焊温度相对较低,不会熔化基体金属,从而避免了基体金属的变形和损伤。
对于高熔点金属,如铜、铝、铁等,钎焊可以提供可靠的连接。
2.2高温或多介质的环境下钎焊可以在高温或多介质环境下提供稳定的连接。
由于钎焊不需要熔化基体金属,因此它可以在高温环境下使用,而不会影响连接强度。
此外,在多介质环境中,钎焊可以通过选择耐腐蚀的钎料和基体金属来提供耐蚀性连接。
2.3细小和复杂结构的组装钎焊适用于细小和复杂结构的组装,因为它可以提供精细的连接,可以在较小的接触面积上实现高强度连接。
这对于精密仪器和电子设备等小型组件非常有用。
2.4金属与非金属材料的连接钎焊还可以用于金属与非金属材料的连接。
通过选择适当的钎料和合适的预处理方法,钎焊可以在金属与非金属材料之间提供牢固的连接。
例如,在电子器件中,金属引脚可以通过钎焊连接到电路板上的非金属焊盘上。
总结起来,钎焊通过金属和钎料之间的冶金反应形成稳固的连接,适用于金属的连接、高温或多介质环境、细小和复杂结构的组装,以及金属与非金属材料的连接。
钎焊是一种广泛应用的金属连接方法,为各个领域的制造和加工提供了可靠的解决方案。
制冷设备钎焊工艺研究及应用
时间:2009-05-13 来源:互联网发布评论进入论坛
前言:随着现代工艺技术的发展,钎焊得到了迅速的发展,无论在钎焊工艺方面,还是钎焊材料方面都有新的发展,在制冷设备中,换热器的制造及制冷循环管路的连接都将用到钎焊,钎焊焊接接头数量多,直径变化范围大,焊接质量将直接影响制冷设备的性能及制冷效果,因此,无论任何公司对钎焊都比较重视。
在钎焊中,如果没有正确的钎焊工艺,在铜与铜、铜与黑色金属如Fe连接时,钎料不易在钎缝结合处形成较好的连接。
在钎焊过程中,首先要溶解和破坏母材和钎料表面的氧化膜,能够很好的润湿母材和减小液态钎料与母材的表面张力,使钎料能充分铺展,最后在钎焊过程结束以后会形成焊缝金属。
因此要保证系统管路的钎焊接头质量及焊接接头的密封性能,必须有正确的钎焊工艺过程和较先进的钎焊工艺。
本文叙述了制冷设备钎焊的气体助焊剂的使用及钎焊的基本过程,钎焊的清洁及装配间隙的要求、正确的火焰加热过程和正确的添加钎料的方法是保证钎焊质量的关键,所采用的工艺过程使焊接接头加热、加料均匀,得到理想的毛细作用,钎料达到内件的根部,全程铺满接头的内、外件间隙。
所采用的气体助焊剂使系统管路的钎焊接头不易被腐蚀,从而引发泄漏事故,同时保护工件金属和钎料在施焊过程中不被继续氧化,以改善钎料对工件金属表面的润湿性,促进焊缝的形成。
一气体助焊剂及钎焊装置
在空调及制冷设备的制造中,钎焊是关键的工艺,最早的工艺是采用含银45%的钎料及焊剂102,钎焊时要不停用钎料蘸焊剂加入,焊接时要注意焊剂不能过多,以防污染空调系统,焊接后要清理接头的焊剂,防止焊剂腐蚀接头和铜管,为了提高焊接效率及里质量,气体助焊剂在钎焊过程中得到应用,气体助焊剂是把助焊剂添加到火焰中进行铜银钎焊,适用于现代化的、高速的、经济的焊接方法。
气体助焊剂是一种高挥发性液态化合物,既无腐蚀,又不含氟,它在气源的燃气路中加入,在钎焊时发出明亮的绿光,助焊剂随火焰从焊枪中喷出,自动均匀的输送到钎焊区,形成一层保护膜,防止焊缝金属表面氧化,润滑钎焊区,从而提高了钎焊质量,同时防止了有害气体的产生,钎焊时可用低银钎料,如料204,降低成本,焊后,钎焊区域清洁、明亮,附着物少,钎焊的装置如图1。
由于助焊剂的添加,在火焰中形成“雾化”状态即均匀助充分的添加,大大提高了焊缝的质量和焊接水平,减小了焊缝的泄露的机率,确保高质量的焊缝的形成。
二焊接前准备
2.1 底面开口缺陷的B扫描图像清洁钎件和去除污物
毛细作用只有在金属表面相当清洁时才可很好作用。
因此,去除所有污物(油、油脂、垃圾、铁锈和氧化物)非常必要,清洁钎件的方法如下:
(a)在清除污垢、铁锈、氧化物之前清除脏物、油和油脂,为达此目的,将钎件浸入
化学清洗溶液中。
要清除污垢、铁锈、氧化物或油漆,用砂纸彻底清理表面。
磨松污物后,以抹布或海绵清除残余物或渣粒。
(b) 钎件清洗完毕之后,钎焊前应使之完全干燥。
干燥后,应尽可能快地施焊以免再度污染。
2.2 保证良好的装配和正确的间隙
为了得到毛细作用、便于装配、保接头的强度、便于填加合金、防止浪费,就必须保证正确间隙以得到质量高的钎焊接头,图2(a)为室温下黄铜管插入铁接头,图2(b)为钎焊温度下的间隙。
铁的膨胀率小于黄铜,因此间隙变小,从图可见膨胀作用对预留间隙的影响,因此,必须保证合适正确的钎焊间隙。
图1 钎焊装置图
2.3 接头装配和支撑
钎件良好对心,垂直放置,钎件内部在钎焊过程中通氮气保护以免氧化。
三钎焊组件
3.1 钎焊前
a. 确保保护氮气的正常供应。
b. 在检修阀、四通阀或熔塞旁钎焊时,应将之隔绝或放热以免损坏或泄漏。
如果可能,可用散热装置。
如果难以用散热装置,可以用湿布或湿海面包裹需保护的区域。
c. 要得到良好的钎焊,氧气和乙炔的正确混合是相当重要的。
Ⅰ. 打开乙炔阀;
Ⅱ. 点燃火焰;
Ⅲ. 打开氧气调节阀直至得到中性或还原焰;
Ⅳ. 调节氧气和乙炔得到正确的火焰,淡兰色的中性焰适于紫铜和黄铜的及紫铜和紫铜
的接头;淡兰焰心的亮兰色的还原焰适于所有的钢接头;过少的氧气会导致燃烧不足,产生烟尘,过多的氧气会导致过热或过度氧化。
3.2 钎焊过程
图3 加热对间隙的影响(铁管,铜接头)
图4 加热接头
a. 在铁接头中钎焊黄铜或铁接管时,先用外焰离外件12~25毫米处加热外件,如图4。
但是,当铁管在黄铜或紫铜接头中钎焊时,应先加热外件。
因黄铜和紫铜是优于铁的导热体,应施加更多的热量。
b. 必须用外焰加热钎件,内焰应离钎件18~25毫米。
c. 如果管件十分小,钎炬火焰可以同时包容内件和外件,以尽可能均匀的速度加热两件至钎焊温度。
前后和左右摆动钎炬,保持两件于钎焊温度和均匀的加热。
这样可以防止热斑的出现及接头过热或加热不足如图5。
图5 加热运动方向
3.3 钎焊温度
a. 当紫铜变得暗红时,表明已达到钎焊温度;如变得鲜红,则金属已过热。
b. 当黄铜变得深红时,表明已达到钎焊温度;当黄铜变亮红时,已过热,即将熔化。
在此温度钎焊,将有很高的漏率。
c. 当铁变暗红时,表明已达到钎焊温度。
3.4 施加钎料
a. 必须保持钎料清洁,脏或受腐蚀的钎料会在接头区域产生夹杂。
b. 熔化钎料会向高温区域流动,注意在紧挨接头处添加钎料。
图6 填加钎料
c. 达到钎焊温度才可加钎料,如添加钎料时,钎料只是附于钎件表面而不熔化,表明尚未达到钎焊温度,需继续加热。
钎焊小直径管时,应在一点添加钎料并绕接头移动之,如图6。
钎焊大直径管时,沿接头同时在两点添加钎料以免过热;加钎料时,不可超出外件否则的钎料会流到接头之外。
e. 添加适量的钎料以得到良好的接头,钎料应凝于钎件的间隙间。
如果钎焊后钎料堆于接头外,既浪费材料、影响成形,还会削弱接头的强度。
f. 钎焊时,应加热接头区域而不可加热钎料,当钎料开始流动后,持续添加直至接头充满。
一旦钎料开始流动,沿接头前后移动钎炬,使内件和外件均匀加热。
这样可确保良好的毛细作用,如图7。
图7 火炬移动及钎料移动
g. 应遵循正确的方法和步骤施焊,否则难以得到理想的毛细作用。
h.对整个接头区域加热,一旦钎料被管件的热量熔化,钎料会被毛细作用引入接头。
四清洁组件和冷却
(1)钎焊完成后,将钎件置于净水中淬水,使钎件的温度降低,以免钎件在高温状态下被氧化;对接组中无法分离淬水的钎件,钎焊后用湿布或湿海绵包附钎焊接头降温。
(2)小心清理黄铜分配管、阀和其它部件,清理之前,应让黄铜件冷却。
钎焊后马上冷却会在黄铜件表面产生裂纹。
(3)彻底清理接头,保证无钎剂和残垢。
五钎焊的结果
(1)对试件进行解剖试验,发现钎料达均匀铺满焊接接头,铺满80%~100%的接头长度,没有发现气孔等缺陷。
(2)正确的加热方法使钎焊接头的加热均匀,通过判断接头的颜色使能很好的控制加热温度,并防止过热。
(3)观察钎焊过程,可明显看到钎料均匀的流动,迅速填满间隙,使焊接接头达到最佳的机械性能。
(4)钎缝致密,不会产生任何疏松泄漏现象。
焊后焊缝金属表面无钎剂残渣,焊接区清洁、明亮,无需任何清理工序,生产产品的泄漏检验表明使泄漏点减少60%以上。
(5)降低了钎料的含银,降低低材料消耗成本,钎焊时不会产生含氟的焊接烟尘,有利于操作工的身体健康。
(6)气体助焊剂及钎焊装置的使用,使助焊剂以气体形式加入焊接火焰中,在焊接时,火焰加热部分有助焊剂存在,实现了添加助焊剂自动化。
(7)焊后的焊缝表面形成一种耐蚀保护层,可保持焊缝表面光亮、平滑,没有传统焊剂造成的玻璃状焊渣,无氧化物,无残留物,降低了清理工时,节约成本。
六结论
(1)合适的钎焊间隙、正确的火焰加热过程和正确的添加钎料的方法是保证钎焊质量的关键,
(2)所采用的工艺过程是焊接接头加热、加料均匀,得到理想的毛细作用,钎料达到内件的根部。
(3)所采用的气体助焊剂使系统管路的钎焊接头不易被腐蚀,同时保护工件金属和钎料在施焊过程中不被继续氧化。
提高焊接接头质量提高生产效率,节约成本。