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焊接銅管焊接的常見問題及預(yù)防措施

2017-05-08 10:44:36

在整個(gè)空調(diào)器的管路焊接中,有焊接銅管與銅管的焊接,也有銅管與鋼管、銅管與鋼板的焊接,由于Fe和Cu的熔點(diǎn)、導(dǎo)熱系數(shù)、線脹系數(shù)差異較大,同時(shí)銅在高溫時(shí)極易氧化和吸收氣體,因此焊接難度大,出現(xiàn)問題的概率也大。出現(xiàn)的主要問題是泄漏和銅管脆化。

1、間隙未填滿

產(chǎn)生這種問題的原因主要是:配合間隙不合適;表而清洗不充分;釬料選擇不當(dāng);釬焊區(qū)溫度不夠或溫度不均勻;釬料數(shù)量不足。

這種問題的預(yù)防很好解決,針對(duì)造成故障的原因,采取相應(yīng)的措施即可。根據(jù)結(jié)構(gòu)狀況,   好能在焊接后目視檢查確認(rèn)釬料滲透到整個(gè)接頭。

盡量避免目視不能確認(rèn)釬料滲透到整個(gè)接頭的情況。

2、裂紋

在火焰釬焊過程中,由于異型銅管的線膨脹系數(shù)比鋼板大1500,而收縮率又比鋼板大1倍多,再加上銅的導(dǎo)熱,焊接熱影響區(qū)寬,因此在焊縫處存在很大的內(nèi)應(yīng)力。而火焰釬焊又容易造成加熱不均勻,所以工藝操作規(guī)程制定不當(dāng)或過程控制不嚴(yán)常出現(xiàn)此類問題。

另一類裂紋的產(chǎn)生是由原材料中雜質(zhì)含量較高造成的,銅管中除氧外常常含有鉛、秘、硫等雜質(zhì),與銅形成低熔點(diǎn)化合物,聚集在晶界處,降低了銅管的強(qiáng)度和局部熔點(diǎn),焊接時(shí)產(chǎn)生熱裂紋。

對(duì)于此類問題,只要是嚴(yán)格按照工藝規(guī)程操作,均勻加熱,控制好原材料雜質(zhì)含量即可避免。

3、氣孔

在釬焊焊縫中常常出現(xiàn)一些形狀不一、大小不規(guī)則的氣孔,造成這種氣孔的原因主要是釬料或母材中析出氣體;釬料過熱、間隙不均也是造成此問題的原因,如小間隙處先填滿釬料,在較大間隙處匯合時(shí)將氣體封閉形成氣孔。

解決此類問題:一是在原材料采購過程中控制銅管及焊絲的氧含量和雜質(zhì)含量;二是在焊接過程控制加熱溫度、時(shí)間和配合間隙。

銅管脆化

以上缺陷(間隙未填滿、裂紋、氣孔)都是顯性的,并不可怕,通過相關(guān)手段可以檢測(cè)出來,一般不會(huì)造成重大損失。但是銅管脆化缺陷是隱形的,一般的檢驗(yàn)難以測(cè)出,往往是在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中才得以顯現(xiàn),故障常常是滯后的、批量性的,造成的損失也是巨大的,因此應(yīng)該特別重視此類問題。

造成銅管脆化有以下原因:

1、原材料中雜質(zhì)含量高

原材料中雜質(zhì)含量高,一方而可導(dǎo)致焊接裂紋,直接造成宏觀泄漏問題;另一方而使異型銅棒脆化,在隨后的工作過程中失效。筆者曾遇到過的一起排氣管斷裂故障的金相圖片和斷口形貌,可以看出晶界變寬并聚集了低熔點(diǎn)化合物,斷口呈沿晶形貌。

2、銅管晶粒長大

銅及銅合金一般不發(fā)生相變,受熱使晶粒長大、材料變脆。原材料混晶、加熱時(shí)間過長是造成銅管晶粒長大的主要原因。

筆者曾遇見過儲(chǔ)液桶工作時(shí)被振落的情況,斷裂發(fā)生在出氣管與儲(chǔ)液桶體連接處,宏觀斷口呈鋸齒狀,有許多閃亮小斷而。對(duì)原材料進(jìn)行成分分析,符合材料技術(shù)要求;在電鏡下觀察斷裂件,斷口呈沿晶斷裂,二次裂紋較多,對(duì)故障件進(jìn)行金相檢查發(fā)現(xiàn),晶粒較大且不均勻;對(duì)原材料進(jìn)行金相檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn),晶粒大小不均勻,銅管兩側(cè)晶粒細(xì)小、中間較大。由于原材料組織的不均勻性,在焊接過程中晶粒異常長大,雜質(zhì)向晶界聚集,造成晶界弱化、材料變脆,導(dǎo)致工作中發(fā)生斷裂。

加熱時(shí)間過長也是晶粒長大的原因之一。筆者所在公司的一個(gè)分供方曾經(jīng)提供過一批上外罩組件,在檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn):有些上外罩銅管輕輕一碰即發(fā)生斷裂,對(duì)于經(jīng)手扳未斷的該批組件在試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn):該批組件數(shù)分鐘內(nèi)即發(fā)生斷裂。對(duì)斷裂件進(jìn)行掃描電鏡分析及金相顯微分析發(fā)現(xiàn):斷裂件起裂源位于銅管外邊緣,呈沿晶斷裂特征,斷裂源區(qū)晶粒粗大,斷口無韌性變形特征。電力銅棒對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行調(diào)查,據(jù)工人反映,該批產(chǎn)品焊接過程中難以焊接,需長時(shí)間加熱。經(jīng)對(duì)釬料進(jìn)行成分分析發(fā)現(xiàn):釬料雜質(zhì)A1與Pb,Bi和Fe含量較高。當(dāng)釬料中A1含量較高時(shí),熔融的A1由于比重較輕浮在釬料表而,降低了釬料的潤濕性,改變了釬料的流動(dòng)、延長了焊接時(shí)間,造成晶粒粗大,引起銅管脆化。


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