空调中钎焊的应用及出现的问题PPT课件.ppt

1,空调中钎焊的应用及出现的问题,摘要火焰钎焊是一种常用的焊接方法，它具备多方面的优点。本文以空调生产中的管路焊接为研究对象，通过对火焰钎焊的分析，空调的结构分析，焊焊接缺陷分析及注意事项等，阐述了火焰钎焊在空调生产中的重要性。由于空调管路对强度和气密性要求比较高，因此对火焰钎焊有了更高要求。焊接质量的好坏关乎空调的性能，严格的钎焊方法，制定合理的焊接工艺对减小焊接缺陷有至关重要的作用。关键词：空调两器及其管路，火焰钎焊，焊接缺陷,.,2,前言,空调系统管路的焊接强度和气密性，直接影响整个机组的可靠运行。据统计空调机组出厂试验及售后维修的质量问题发现：87%是因为机组系统管路堵塞或漏氟所引起的机组故障。而解决这一问题的关键是采取有效的工艺措施，提高铜管的钎焊质量。这对其个零部件，和管路的连接有了更高的要求。焊接时有了要高的要求，要严格按照所制定的焊接工艺执行，对焊工操作者增加了要求。空调中需要焊接的部位主要有扩口（缩口）通过焊接、毛细管焊接、分液头焊接、分液器焊接、叉型管焊接、两器U型管与弯头焊接等。,3,1焊接的优缺点、加工原理、和设备的选择,1.1钎焊优点钎焊不同于熔化焊接，钎焊仅是钎料熔化，母材不熔化；在熔化焊中焊材和母材都熔化。同熔焊方法相比，钎焊具有以下优点：1钎焊加热温度较低，对母材组织和性能的影响较小；2钎焊接头平整光滑，外型美观；3钎焊焊件变形较小，尤其采用均匀加热（如炉中钎焊）的钎焊方法，焊件的变形可减少到最低程度，容易保证焊件的尺寸精度；4某些钎焊方法可一次可焊成几十条或成百条钎缝，生产效率高；5可以实现异种金属、金属与非金属的连接。,4,1.2焊接的不足之处钎焊也有不足之处。钎焊接头的强度一般比较低，耐热能力较差较多采用搭接接头形式，增加了母材消耗和结构重量，1.3钎焊加工原理在钎焊过程中，将钎焊组件的温度提高到钎料熔点以上，组件之间的接头空隙如图所示，在大多数场合融化的钎料和母材相互作用导致在钎料凝固时生成冶金结合。图11所描述的是相对简单的钎焊示意图,.,5,1.4焊接设备的选择用于火焰钎焊的设备，无论是手工的还是自动的，都要完成几种功能。它必须以正确的混合和正确的流速，将燃气和氧气（或空气）送到焊炬的焊嘴上。这些参数将影响火焰温度、加热速度、火焰气氛的性质。在自动钎焊的场合下，必须允许设备在钎焊中自动加钎剂、加热及冷却，以生产出牢固的满足使用要求的接头。燃气燃烧的特性随氧气与燃气比例的变化，对每一种火焰状态，火焰的特性和效果是不同的。在火焰钎焊中最常用的火焰状态是还原焰和中性焰。氧化焰不被推荐到火焰钎焊。当碳氢燃气在没有通过焊炬补充氧气或空气的条件下燃烧时，通常会产生微黄色的火焰，因为空气中的氧不能完全支持燃烧，所以存在烟尘微粒。这种火焰不能用于钎焊。当氧气与液化气的比例改变时，火焰的性质及其应用也相应改变。中性火焰、还原性火焰、氧化性火焰，分别如图12（a）、（b）、（c）所示。,6,图1-2不同氧气与燃气燃烧时火焰的状态,7,2家用空调结构分析,对家用空调的结构分析对研究空调的火焰钎焊有很重要的意义。空调所需焊接的部位主要有扩口（缩口）通过焊接、毛细管焊接、四通阀管路的焊接、两器U型管与弯头焊接等2.1空调两器结构分析空调的蒸发器和冷凝器统称为空调两器。但结构相似，都是由U管，弯头和翘片组成。通过叠片、穿管、胀管等工序加工成办成品，再将弯头按照设计的接管方式，多采用自动钎焊将U型管连接成一个或多个密封回路。,8,图2-1管片式冷凝器,9,图2-2蒸发器结构图,空调两器所需焊接的部位有弯头和U型管的焊接、U型管与集气管的焊接等，,10,2.2四通换向阀及连接管路的分析四通换向阀主要由四通气动换向阀（主阀）、电磁换向阀（控制阀）及毛细管组成。主阀内由滑块、活塞组成活动阀芯，主阀阀体两端有通孔可使两端的毛细管与阀体内空间相连通，滑块两端分别固定有活塞，活塞两边的空间可通过活塞上的排气孔相通。控制阀由阀体和电磁线圈组成。阀体内有针型阀芯。主阀与控制阀之间有三根（或四根）毛细管相连，形成四通换向阀的整体。图2-3四通换向阀与管路的连接,空调中四位换向阀焊接部位有毛细管路与四位换向阀，连接管路与四通阀的焊接。,11,3空调焊接中主要存在的问题,空调在火焰钎焊时容易出现的问题有：接头强度不足；接头存在气孔；接头夹渣、夹气；接头部位易形成氧化皮；接头开裂；接头局部过热甚至烧流；接头未钎透等缺陷。,12,3.1问题产生原因分析及防治措施接头强度不足的原因很多，主要是由于接头形式不符合要求，接头的装配间隙过大，破坏钎料的毛细管作用，钎料不能填满接头间隙而流失，因而造成接头强度降低。要提高接头强度主要从接头设计着手，合理设计接头形式和间隙及搭接长度。3.2接头产生气孔的原因是：1钎焊温度太高或保温时间太长2钎剂反应生成的气体和钎料中溶解的气体3钎焊金属析出的气体4钎焊前没清洗净接头防治措施：降低钎焊温度，缩短保温时间；钎料除气，选择合适的钎剂和钎料；母材选择是不能选择含气体和夹杂物得材质；仔细清楚焊件表面氧化膜。,13,3.3接头夹渣、夹气产生的原因：1在平行间隙中，由于液体钎剂、钎料的填缝速度不均匀、填缝前沿不规则引起“小包围”所造成；钎剂未去膜或未安全去膜处发生“小包围”而形成夹渣或夹气-夹渣2钎料沿焊件处外围流动较快而造成“大包围”所造成3加热不均匀4间隙尺寸不正确防治措施：选择合适的间隙避免过大或过小；钎料从一端加入；注意钎料和钎剂的熔点匹配；钎剂用量要适中。3.4钎缝中产生裂纹的原因：钎焊后冷却太快；钎料和钎焊金属线膨胀系数相差太大；接头设计不合理；形成脆性扩散区。防治方法主要有：减慢冷却速度；选择线膨胀系数与钎焊金属接近的钎料；降低钎焊温度，缩短保温时间。,14,4空调火焰焊接中主要注意事项,4.1接头设计、装配和毛细作用制冷空调系统的连接多采用铜管套接钎焊方式。2个配接的铜管的径向间隙，对钎焊质量有很大的影响。通常2个管之间的单边间隙在0.050.25mm时能获得较好的钎料毛细填缝作用、良好致密性和较高的接头强度。而这一点往往被设计人员所忽视，在企业工作所见许多管路零件图上只标注了管子长度尺寸，未标注接头装配尺寸(铜管内、外径和插人深度)。铜管套接时的长度对性能也有影响:长度过短，影响接头强度;长度过长，钎缝难以完全填满，钎剂残渣、气体不易排除，还会产生应力破坏。制冷空调系统火焰钎焊多使用中性焰，氧气、乙炔中性焰的距离、温度分布见图41。使用单头钎炬时通常使用距离焰心1525mm处的外焰(120025000C)加热接头区。火焰应首先加热接头处的插人管部分，然后再重点加热外层套管，通过热传导加热内管，火焰应沿着管路轴向上下移动，同时绕周向摆动(空间允许时)。如管路直径大于50mm或管壁较厚时建议使用多头钎炬或两人对烧，其目的是使接头加热均匀。,15,16,4.2其他常见问题和注意事项,1）配管滚切后应铰孔，以清除毛刺或不规则边缘，否则会影响钎料的流动和部件的装配间隙。2)在可能的情况下，插人管件时适当地旋转几下，以纠正形变和保证间隙均匀、对中。3)毛细管焊接插人深度不够，易形成钎料堵塞。4)铜管套接时，常向内壁充氮气保护，以防止高温时内壁产生氧化膜。不合理的充氮方式见图42，这样充人铜管内的是氮气和空气的混,17,5)施焊开始时钎料上不能蘸过多的钎剂，因为多余的钎剂会流人管路内部，难以清除，会对制冷系统产生腐蚀。这也是引发系统慢性泄漏的原因。6)钎剂活性不良、过期失效时也会出现纤缝致密性缺陷，焊工要时常注意检查。7)当母材加热不充分时，将出现“冷接头”具有凹凸不平接缝外观，钎料甚至显球状。氧化物、油污等杂质未清干净，液态钎料会聚成球状而难以铺展。8)使用铜锌钎料(黄铜)焊接要注意温度的控制，不能过热，否则在接头中锌的蒸发会引起沙眼，火焰钎焊时要用氧化焰，以减少锌的蒸发。9)过高的温度会造成钎料的流失，还可能引起钎料中低沸点元素蒸发，产生溶蚀现象和脆性金属层，使接头的力学性能变差;温度过低，钎料黏度增大，流动性差，填不满接头间隙。若加热不均匀，前述2种不良现象都会出现。10)翅片换热器一端被焊弯头直管段过小或没有，套接施焊时产生倾斜，造成一边接头间隙过大，另一边过小，从而产生未钎透缺陷。11)钎焊后将焊件放到水中或浇水有利于去除残渣和氧化膜，提高接头强度，但最好不要立刻浇凉水，因为接头冷却速度过快，易形成过大的内应力，产生裂纹，使气体来不及逸出而形成气孔，产生漏点。,18,5结论,本文主要观点是：1对于火焰钎焊焊缝最常见的气孔缺陷，产生的原因是焊接速度过快或者焊接温度过高或者两者共同作用，导致钎剂反应生成的气体和钎料中溶解的气体来不及排出焊缝造成的。解决办法控制好温度，母材选择是不能选择含气体和夹杂物得材质；仔细清楚焊件表面氧化膜。2接头强度不足的原因很多，主要是由于接头形式不符合要求，接头的装配间隙过大，破坏钎料的毛细管作用，钎料不能填满接头间隙而流失，因而造成接头强度降低。要提高接头强度主要从接头设计着手，合理设计接头形式和间隙及搭接长度。3接头夹渣、夹气产生的原因在平行间隙中，由于液体钎剂、钎料的填缝速度不均匀，加热不均匀，间隙尺寸不正确而形成夹渣或夹气-夹渣防治措施：选择合适的间隙避免过大或过小；钎料从一端加入；注意钎料和钎剂的熔点匹配；钎剂用量要适中。4钎缝中产生裂纹的原因钎焊后冷却太快；钎料和钎焊金属线膨胀系数相差太大；接头设计不合理；形成脆性扩散区。防治方法主要有：减慢冷却速度；选择线膨胀系数与钎焊金属接近的钎料；降低钎焊温度，缩短保温时间。,19,6参考文献,1.张启云；庄鸿寿编钎焊手册机械工业出版社，19992.郭福主编；钎焊工艺技术科学出版社，20013.薛松柏；顾文化编；钎焊技术问答机械工业出版社20074.赵越编；钎焊技术及应用化学工业出版社，20045.曹文斌编；薄壁铜管的钎焊中国科学院,2,20,7谢辞,本论文在指导老师的悉心指导下完成的。导师为论文课题的研究提出了许多指导性的意见，为论文的撰写、修改提供了许多具体的指导和帮助。老师的严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。使我受益良多。在本文结束之际，特向我敬爱的导师致以最崇高的敬礼和深深的