空调换热器的钎焊.pdf

而此次合作生产的起重机的主梁弯板采用了对接图6 对接式头部弯板结构式结构,且其对接焊缝恰恰在大 筋 板 位 置,焊 缝 形 式见图6,焊缝要求UT100%+MT100%检查。结构设计较新颖,对制造技术要求较高。对接焊缝与筋板处在同一位置,焊肉较多会引起上拱的变化。生产中应严格按图纸要求将坡口修磨成规定的形状,保证和筋板均匀搭接,小焊脚点装,施焊时先焊内部的双面角焊缝,外部碳弧气刨清根、并清磨,CO2气保焊焊后,用角向磨光机修至圆滑过渡。经探伤检查,对接式头部弯板焊缝质量全部达到设计要求。2.3 主焊缝焊接的相关影响主承载焊缝的清根、焊接会对主梁的上拱造成一定的影响2,尤其是对上盖板翼缘(承轨处)倾斜变形较大,轨道和上盖板间隙在全长范围内很难控制在规定范围内。上盖板需在备料时依据生产积累经验预制反变形,这样焊后才能达到设计要求。对接式弯板对接焊缝,因其焊缝集中,坡口大且在施焊时要进行清根,所以焊后会引起在大筋板处的上拱值增大。上述两处焊缝受结构限制,清根返修困难,且牵涉几项主梁主要指标,如上拱、轨道与上盖板间隙、水平旁弯等。返修不仅工作量大,且难以控制相关指标。故此两处焊缝应力求一次焊接合格。这也是难点和关键所在。实际生产中不能只考虑某一条焊缝、某一处变形的问题,要结合实际全面分析才能更好地解决整机生产制造中所出现的问题。450 t桥式起重机1999年6月制造完成,并经联合检查验收合格,1999年8月交货出厂。使用至今,运转正常。3 结 论450 t桥式起重机偏轨箱形梁两处主焊缝,采用与传统的制造模式不同的焊接工艺方案,焊接成功,为今后同类型结构的焊接制造做了一次非常有益的尝试,解决了我公司从生产起重机设备以来,特别是与国外合作制造起重机以来想解决但一直未解决的一个关键技术问题。参考文献1 陈文涛.1200 t桥式起重机的焊接.焊接,2002(7)2 陈文涛.大型起重机主梁上拱控制.焊接,1996(1)(收稿日期 20020614)作者简介:陈文涛,1968年生,大学本科,工程师。空 调 换 热 器 的 钎 焊珠海格力电器股份有限公司(519070)李志春摘要 论述了空调换热器钎焊的工艺要求,对影响焊漏率的各个因素做了深入分析,对生产实践有一定的参考价值。关键词:空调 换热器 钎焊 焊漏率BRAZINGOF HEAT EXCHANGERS IN AIR-CONDITIONERGree Electric Appliances,INC.of ZhuhaiLi ZhichunAbsractThis paper discusses the brazing technologic requirements of heat-exchanger in the air-conditioner.Ev2ery factor,which has the influence on the leakages rate of brazing,is analyzed deeply.It has great value in guiding thepractice.Key words:air-conditioner,heat exchanger,brazing,leakages rate of brazing52焊接 2002(9)0 前 言随着人们生活水平的提高,市场上对空调的需求日益增长。空调企业纷纷加大产量以满足需要,而要面对激烈的市场竞争,在产量增加的同时,对质量提出了更高的要求。其中,家用空调的换热器 蒸发器和冷凝器,简称两器,是空调换热从而实现室内温度湿度调节的主要部分。两器依靠铜管钎焊形成密封回路,如果发生焊接泄漏,将严重影响家用空调的使用。两器制造属于大批量生产。一套(台)空调通常有一个蒸发器和一个冷凝器。对于年产量为300万台的公司来说,其两器产量就是600万件。在大批量生产条件下,如何稳定可靠的生产,控制两器的钎焊质量是一个重要而有价值的课题。因此,有必要深入研究和掌握空调换热器的钎焊技术。1 两器焊漏率两器由数根长U型铜管和复杂形状的翅片,通过穿管、胀管等工序加工而成半成品,再将多个小弯头按一定排布焊在长U铜管的扩口端,连接而成一个或多个密封回路(图1)。上述小弯头和长U管均为紫铜管,广泛采用火焰硬钎焊实现连接。尽管紫铜管之间的钎焊连接是比较简单的工艺,即通过铜管套接,采用普通的铜磷焊料就能获得良好的焊接效果。图1 两器示意图但实际的批量生产中,采用自动化焊接,由于存在各种因素的干扰,往往会产生焊接泄漏的缺陷。即存在两器焊漏率。每个小弯头有两个焊接点,即算两个焊点,依此类推。两器焊漏率有两个计算方法,若按焊点计算,为泄漏焊点与总焊点数之比,则焊漏率一般可做到1以内;但通常按照两器件数计算,才有实际意义。两器的一次焊漏率就高达0.5%2%(有的更高),根据各厂家的生产情况变化。按照此数量计算,每年在生产中有312万件两器焊漏。实际上,每件两器因大小型号不同,焊点数是变化的,焊点较少的两器焊漏率较低。因此,在这里的比较,都是基于相同型号两器或各类两器的平均焊漏率来考虑的。2 两器钎焊工艺要控制好两器焊漏率,必须确定合适的钎焊工艺。要对影响钎焊的各个因素有深入的了解和有效的控制。下面分别加以说明。2.1 装配间隙理论设计间隙为单边0.1 mm,因装配精度的关系,实际允许变化范围0.050.15 mm。根据长U管的规格和小弯头的规格,常见的连接方式见表1。通常,将长U管端扩口,以获得单边0.1 mm的装配间隙,见表2。表1 长U管和小弯头匹配方式小弯头长U管7 mm内螺纹管9.52 mm内螺纹管9.52 mm光管7 mm光管A9.52 mm光管BC表2 管端扩口及装配尺寸长U管7 mm内螺纹管9.52 mm内螺纹管9.52 mm光管管端扩口ID7.2ID9.72ID9.72实际上,内螺纹管因存在着螺纹槽,见图2,导致其装配间隙存在一个范围。齿高为h,则其单边间隙为0.1(0.1+h)mm。因此,对钎料的熔化特性(温度范围)有专门的要求。图2 内螺纹铜管横截面示意图2.2 表面状态铜管的钎焊表面,不得有油、脏物等物质,以免影62焊接 2002(9)响钎料流动的润湿和铺展。加工过程中,在小弯头和长U管表面残留的润滑油,必须彻底清除。通常小弯头表面可以有效地采用有机溶剂或水性清洗剂清洗干净。但对于长U管端的清洗,由于两器的制造演变,现在广泛使用了免清洗工艺。因此,残油的清除不再采用清洗的方法,而只能依靠烘干工艺。长U管加工使用的挥发性润滑油可以在几分钟内通过100200 的烘干设备去除,但长U管的原材料用管(盘管),在铜管厂加工中拉拔内螺纹使用的润滑油,挥发温度在500以上,在两器加工过程中,是无法去除的。因此,必须对原管(盘管)的残留油份有严格的规定。在原材料的质量控制中,采用了日本进口的油份浓度测试仪,精确测定管内的残油量,其不得大于25 mg/m2。2.3 钎 料目前使用最多的是BCu93P,P含量一般为6.8%7.2%。由图31可知,含磷量不宜偏高。否则,钎料的熔化速度过快,难以均匀地填充装配间隙。容易造成部分位置流动过快,使螺纹槽难以填满,产生泄漏。图3 铜磷状态图为提高焊接质量,目前有在钎料中加入稀土元素的趋势。尽管其成本会有少量的增加,但钎料的流动性和铺张能力有明显改善。2.4 加 热自动火焰钎焊是最常用的两器钎焊方法。涉及温度、时间、速度、角度等参数。一般加热温度高于钎料液相线25602,对于结晶范围宽的铜磷料,焊接温度可以取较低值,因此理想的焊接温度是730830。加热时间的选择以弯头微红色,焊料完全熔融为标准,同时焊接线速度也影响加热时间。通常,要保证每个焊点都达到需要的焊接温度范围。因此加热不宜过快,时间控制在1020 s内。加热顺序也很重要,即通常先加热小弯头,膨胀后可以实现好的配合,再靠近套接管,通过热的引导,将钎料引入配合间隙中去。实际生产中,必须进行实验验证,选择最佳的焊接工艺参数,来达到焊接效果。比较理想的方法,是对焊缝进行解剖,根据其成形情况,判断参数的设置是否合理。实践中,要综合考虑小弯头位置和数量的关系,排除干扰因素,努力实现均匀加热。2.5 钎 剂钎剂在焊接过程中,可以消除和防止氧化,并可改善钎料的润湿性。紫铜管之间的钎焊,使用铜磷钎料,因其属于自钎剂钎料,可以不使用钎剂。但气体助焊剂(Vapor flux)在两器的钎焊中得到了广泛地应用。气体助焊剂由燃气带入火焰中加入。主要成分是三甲基硼酸脂,甲醇和丙酮。总的来说,气体助焊剂的使用会在焊接区形成一个保护带,减少表面氧化,在铜管表面形成暗红色,而不是变成黑色。形成良好的外表,可以减少焊后清洁工作,提高外表质量。气体助焊剂作为钎剂的补充,可以增进保护效果和提高润湿性,但使用有可能限制钎料的毛细作用3。因此在选择气体助焊剂时必须确定合适的浓度,并确保反应后多余的硼不会大量进入焊缝中,否则,反而容易产生砂眼,并难以补焊。2.6 装配质量套接式接头(图4),使装配获得了良好的定位。但理论上的装配间隙,在实际生产中存在波动。如管口距离的误差,将导致装配间隙的不均匀,一侧偏大,另一侧偏小。图4 弯头装配焊接示意图其次,小弯头的插入深度,可能会深浅不一。为解决类似问题,可以从两方面控制。对于长U管端管口的距离误差,可以在焊接前对管口位置进行整形,使管口距离误差控制在0.1 mm内。对于小弯头管端的距离误差,通过调整小弯头机的折弯模来保证折弯质量,并采用检验模板进行控制。如此,可以保证工人在装配时,不致将弯头斜插,避免一侧偏大,另一侧偏小以及插入深度深浅不一的问题。72焊接 2002(9)3 焊漏的控制一般意义上的焊漏是指可以即时发现的焊漏,我们称之为“显漏”,对于微小的漏孔往往需要借助仪器和设备来检查,表现为部分间隙未填满,以及钎缝中气孔等贯穿性缺陷。但由于存在“大包围”1和“小包围”2这种现象,容易产生不致密性缺陷,有时候表现为虚焊等,在经过一段时间后,可能转变为泄漏,则属于“潜漏”,也是要避免的。实践表明,换热器钎焊的质量取决于各个因素的综合作用,必须根据企业的工艺特点系统分析,综合控制,而不能单独强调某一方面的影响。总的来说,由于采用机械化焊接,使换热器的焊接质量较为稳定。只要系统控制好各个因素的影响,可以获得满意的焊接质量。正是通过系统的整改,格力空调的两器焊漏率获得了显著的降低,对格力空调逐步实现“零”缺陷起到了积极作用。4 结 论大批量生产,对焊接质量的控制有更严格的要求。通过以上各因素的深入分析和控制,可以使2%的两器焊漏率明显降低。如果两器一次焊漏率(按件数计)在0.2%(厂内指标)以内,说明其焊接技术和控制有相当高的水平。按600万产量计算,从12万件降到了1.2万件(厂内)。如今,为确保焊漏产品的控制,许多空调企业采用了水检法、电子检漏法、氦吸枪法、真空箱氦检法等等。但在进行检验的同时,更重要的是生产过程的控制。使焊漏率本身控制在极低的水平,不仅可以降低检验费用,更可从根本上提高焊接质量,减少“显漏”,也减少“潜漏”(避免产品到用户家里后才产生泄漏问题),提高企业质量信誉度。关键是深入地掌握换热器钎焊技术,对文中所提到的各个相关因素进行有效地控制。参考文献1 邹 僖.钎焊.北京:机械工业出版社,1989.2 王文翰.焊接技术手册.郑州:河南科学技术出版社,1997.3American Welding Society.Brazing Handbook.Florida:AWS,1991.(收稿日期 20020625)作者简介:李志春,1972年生,工学学士。水轮机组高硬 度 不 锈 钢 止 漏 环 的 焊 接哈尔滨电机厂有限责任公司(150040)王国强 谢晓美哈 尔 滨 焊 接 研 究 所(150080)周世锋 李向阳摘要 通过对刘家峡水轮机转轮止漏环焊接性试验研究,选择出合适的焊接材料,制定了可行的焊接工艺方案,并在实际焊接中取得了良好效果。解决了高硬度不锈钢焊接难点,保证了止漏环拼焊质量,延长了使用寿命。关键词:水轮机 止漏环 焊接工艺WELDINGOF HIGH-HARDNESS STAINLESS STEEL ANTI-LEAKRING IN HYDROTURBINEHarbin Electric Machinery Co.Ltd.Wang Guoqiang,Xie XiaomeiHarbin Welding InstituteZhou Shifeng,Li XiangyangAbstractThrough the weldability experiments for the wearing ring in Liujiaxia hydroturbine the suitable weldingconsumables and procedure were ascertained and applied in welding productiou.The key problem in high-hardness stain2less steel welding was basically solved.The welding quality is good and the using life product is also prolonged.Key wors:hydraulic turbine,wearing ring,welding procedure82焊接 2002(9)