空调器中的铜管焊接分析.doc

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） The Analysis For The Welding of Copper Tube in Air-conditioner Wen yun (Xi’an QingAn Refrigeration Equipment Co.,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：This paper sets forth the character and the influence factor of copper tube applying in the air-conditioner. It also presents a fundamental research to the Welding craft and the common failures. Key word：Welding of Copper Tube fusion welding failure 0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，B i 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 ℃; B i 与Cu 也形成低熔点共晶组织(Cu+ B i) , 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B i、Pb 在铜中的含量, 通常B i 0.002% , Pb 0.005%，同样，在焊料中也应限制B i、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 + H2 2Cu+ H2O 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