空調(diào)與制冷用高頻焊接內(nèi)螺紋銅管焊縫微觀特性的研究

1、的產(chǎn)生會(huì)增加接頭的脆性,對(duì)接頭強(qiáng)度不利。這也是溫度高于900以后連接強(qiáng)度下降的原因,要控制好連接溫度和保溫時(shí)間,生成適量的AlNi化合物就可以獲得高強(qiáng)度的連接接頭。3結(jié)論(1利用真空蒸發(fā)鍍膜的方法在溫度1250、保溫1h的工藝條件下,在氧化鋁陶瓷表面沉積一層鎳膜,鎳與氧化鋁陶瓷潤濕性好。(2以300目純鎳粉為中間層材料,在連接溫度900,連接壓強(qiáng)30kPa,保溫2h的工藝條件下,表面鍍鎳膜的氧化鋁陶瓷與AISI201不銹鋼的連接強(qiáng)度可達(dá)20.7MPa。(3在擴(kuò)散連接過程中,氧化鋁陶瓷與鍍鎳層反應(yīng)生成了AlNi金屬間化合物。參考文獻(xiàn):1邢世凱.陶瓷-金屬連接工藝研究現(xiàn)狀及進(jìn)展J.材料保護(hù),200

2、4,37(5:35-38.2張永清,趙彭生.利用化學(xué)鍍實(shí)現(xiàn)Al2O3陶瓷與金屬的連接J.焊接技術(shù),1999,(2:16-17.3孫康寧,尹衍升,李愛民.金屬間化合物/陶瓷基復(fù)合材料M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.52-53.空調(diào)與制冷用高頻焊接內(nèi)螺紋銅管焊縫微觀特性的研究胡瑞玲1,馮必容2,劉景平3(1.湖北汽車工業(yè)學(xué)院材料工程系,湖北十堰442002;2.東風(fēng)汽車有限公司銷售部,湖北十堰442002;3.廣東大華仁盛科技有限公司,廣東廣州510540摘要:通過對(duì)空調(diào)與制冷用高頻焊接內(nèi)螺紋銅管焊縫微觀組織特性的研究,找出了焊管質(zhì)量問題的存在方式及其產(chǎn)生原因,提出了改進(jìn)方法并加以實(shí)現(xiàn),最終解

3、決了生產(chǎn)中存在的問題,使產(chǎn)品質(zhì)量得到了穩(wěn)定。關(guān)鍵詞:高頻焊接;內(nèi)螺紋銅管;微觀特性中圖分類號(hào):TG457.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1001-3814(200701-0027-03Study on Micro-character of Weld Line in Copper Tubes with Inner Grooved by High Frequency Welding for Air-conditionings and RefrigeratorsHU Rui-ling1,FENG Bi-rong2,LIU Jing-ping3(1.Department of Materials and

4、Engineering,Hubei University of Automotive Technology,Shiyan442002,China;2.Distribution Department,Dongfeng Motor Company Limited,Shiyan442002,China;3.Guangdong Dahua Rensheng Science and Technology Co.,Ltd.,Guangzhou510540,ChinaAbstract:The micro-character of weld line in copper tubes with inner gr

5、ooved by high frequency welding for air-conditionings and refrigerators was briefly studied,the existent manner and the reason of quality problem were found out,betterment measure was put forward and realized,the problem in the production was settled and the product quality became stable.Key words:h

6、igh frequency welding;inner grooved copper tubes;micro-character空調(diào)與制冷用的內(nèi)螺紋管使用的是薄壁小直徑的銅管,焊接的難度大、技術(shù)要求高,國內(nèi)批量生產(chǎn)才剛起步,許多關(guān)鍵技術(shù)還難以掌握。國內(nèi)某公司在設(shè)備運(yùn)行兩個(gè)月后,產(chǎn)品出現(xiàn)了嚴(yán)重的質(zhì)量問題。其中最主要的問題是:焊縫有微小的滲漏點(diǎn);在生產(chǎn)空調(diào)與制冷器時(shí),焊縫接頭因脹擴(kuò)出現(xiàn)開裂。為了產(chǎn)生這些質(zhì)量問題的原因,就可找到其解決方法1-2。本文對(duì)存在質(zhì)量問題的產(chǎn)品焊縫進(jìn)收稿日期:2007-09-24基金項(xiàng)目:廣州市科技局基金資助項(xiàng)目(2004Z1-D0021作者簡介:胡瑞玲(1971-,女,湖

7、南臨武人,講師,碩士,主要從事焊接工藝及設(shè)備的教學(xué)與研究工作;行微觀分析,研究其規(guī)律,從中找到造成其焊接缺陷的原因與解決方法。1內(nèi)螺紋銅管焊縫缺陷研究1.1存在質(zhì)量問題的產(chǎn)品焊縫的微觀組織特性圖1是存在質(zhì)量問題的三個(gè)內(nèi)螺紋銅管的焊縫金相組織照片。正常高頻焊接的焊縫結(jié)構(gòu)的形狀應(yīng)呈“沙漏”狀3-5,而圖1所示焊縫金相照片中的焊縫的“沙漏”形狀很不明顯或沒有,且焊縫金屬流向較混亂,很不流暢。這說明焊接過程中熔化金屬可能未被完全擠出或固相金屬聯(lián)結(jié)不很緊密。圖1所示三個(gè)樣件焊縫兩邊的金屬流向不對(duì)稱,且金屬流線纖維狀不明顯(如圖中箭頭所示, 1#樣件中,左邊高、右邊低且直,并沒有平滑的金屬流線;2#樣件左

8、邊金屬向上直線流動(dòng),而右邊焊縫金屬大量向下彎曲;3#樣件左邊焊縫金屬大量向下彎曲,而右邊金屬則呈向上的直線流向。結(jié)合焊接、擠壓過程和三個(gè)樣件的金相照片,可以說明,焊管管胚邊緣的對(duì)接不平整,可能出現(xiàn)了錯(cuò)邊現(xiàn)象。(a1#樣品(b2#樣品(c3#樣品圖1存在質(zhì)量問題的焊管焊縫金相照片(FeCl3溶液腐蝕×100正常的高頻焊縫的晶粒度要比母材晶粒度小得多。這是由于高頻焊接是一種固相聯(lián)接,待焊邊緣在高頻電流的作用下熔化,在迅速通過擠壓輪時(shí),熔化金屬被擠出而實(shí)現(xiàn)焊縫金屬的固相聯(lián)結(jié)。焊接中由于受到非常大的擠壓力作用,焊縫金屬晶粒被細(xì)化而成為一種細(xì)密的鍛造組織。而所以檢驗(yàn)焊縫的晶粒度,通過采用弦計(jì)算

9、法6進(jìn)行測定,結(jié)果見表1?？梢?焊縫的晶粒度與母材的晶粒度相差很小,僅僅相差一個(gè)級(jí)別,這說明這種管件的焊縫組織并不是真正的鍛造組織,所以焊縫強(qiáng)度受到很大的影響。1.2內(nèi)螺紋銅管缺陷與原因分析(1缺陷分析根據(jù)以上存在質(zhì)量問題的內(nèi)螺紋銅管的1#至3#樣品的微觀組織分析,可以看出此次高頻焊接內(nèi)螺紋管的缺陷在于:焊管V形角兩待焊接邊錯(cuò)位;焊縫待焊接邊熔化量不夠造成塑焊(冷焊。(2原因分析根據(jù)焊縫的成形過程,造成焊接邊錯(cuò)位的原因主要是焊管成型過程中成型輪存在高低差或擠壓輪兩邊存在高度差。造成塑焊或冷焊的主要原因是焊縫金屬熔化量太少或擠壓力不足。而造成此問題的可能是:焊接電流密度過低、焊接速度過快、焊接電

10、流頻率太低等。造成電流密度過低的原因可能是焊接電流太小或焊管壁厚過大。根據(jù)這些分析,必須對(duì)產(chǎn)生內(nèi)螺紋管焊接質(zhì)量問題的一段時(shí)間的工藝參數(shù)的變化和相關(guān)影響因素的變化進(jìn)行調(diào)查研究,從而找出真正原因。在調(diào)查分析中首先排除了因設(shè)備故障問題造成焊接質(zhì)量問題的可能性,因?yàn)樵O(shè)備使用時(shí)間短,而且在使用中未發(fā)現(xiàn)設(shè)備自診斷系統(tǒng)報(bào)警等問題。在產(chǎn)生焊縫質(zhì)量問題的一段時(shí)間里,焊接電流和焊接速度都是嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作,沒有超出規(guī)定規(guī)范的現(xiàn)象,而焊接電流的頻率是焊接電源固定不變的一個(gè)參數(shù),所以不可能是因電參數(shù)造成的質(zhì)量問題。通過上述分析可以初步判定造成這次內(nèi)螺紋管焊接質(zhì)量問題的原因應(yīng)該是設(shè)備的調(diào)整和操作不當(dāng)。2避免產(chǎn)生焊縫

11、缺陷的工藝改進(jìn)根據(jù)前面一節(jié)的研究,造成內(nèi)螺紋管焊接質(zhì)量問題的原因很有可能是調(diào)整和操作的問題,因樣品計(jì)算的晶粒直徑/mm晶粒度級(jí)別焊縫母材焊縫母材1# 2# 3#平均0.0250.0450.0250.03170.0530.0550.0450.0518686755656表1存在質(zhì)量問題的內(nèi)螺紋銅管母材與焊縫的晶粒度此,必須對(duì)生產(chǎn)線的調(diào)整與操作進(jìn)行改進(jìn)。焊管成型輪的高低差是非常容易解決的問題,重新用千分表及軋輥龍門上的刻度尺可以基本確定高度位置,然后依照成型輥的調(diào)整方法用標(biāo)準(zhǔn)塞尺確定各軋輥或成型輪的間隙,基本可以保證輥輪的高度一致;擠壓輪的高度差的調(diào)整相對(duì)較復(fù)雜,調(diào)整擠壓輪兩邊的上下高度大小和間隙,

12、可以通過擠壓輪安裝架上的刻度表和外加千分表確定。在造成焊縫缺陷的原因中,還有一個(gè)非常重要的原因就是可能因焊接邊厚度的增加而造成電流密度的下降,使待焊接邊加熱量、熔化金屬量太少,形成塑焊或冷焊。在內(nèi)螺紋銅管焊接中能夠改變材料厚度的位置只有壓紋工序。在壓紋工序中,為了使銅帶上的紋路壓制得更深(齒高更高,首先應(yīng)將銅帶的兩邊壓緊。壓紋深度與壓紋輥的間隙有密切的關(guān)系,壓紋輥的間隙小,壓紋深度大,底壁厚度小,齒高大;反之,壓紋輥間隙大,壓紋深度淺,底壁厚度大,齒高小。按標(biāo)準(zhǔn)要求,材料厚度0.50mm,底壁厚度應(yīng)為0.290.32mm,齒高應(yīng)為0.180.21mm。為了保證焊接質(zhì)量和焊縫的高度不高于齒頂高度

13、,帶料焊接邊厚度略高于底壁厚3%5%,應(yīng)為0.3050.33mm。分析中發(fā)現(xiàn),材料焊接邊厚度實(shí)際達(dá)到了0.350.36mm,已經(jīng)超出正常范圍10%20%,因焊接所需的加熱總功率與待焊接邊的厚度成正比,焊接邊厚度增加,所需的焊接功率和焊接電流應(yīng)相應(yīng)增加。3工藝改進(jìn)后焊管質(zhì)量的驗(yàn)證為了驗(yàn)證改進(jìn)后的焊接質(zhì)量效果,對(duì)改進(jìn)后焊管焊縫的微觀組織進(jìn)行金相分析,結(jié)果如圖2所示?？梢钥闯?工藝改進(jìn)后焊縫的微觀組織明顯趨于正常,即焊縫區(qū)呈規(guī)則的“沙漏”狀,焊縫金屬沿焊接邊朝母材兩邊流動(dòng)呈纖維狀;同樣用弦計(jì)算法測定焊縫金屬的晶粒度,結(jié)果見表2?？梢?焊縫的晶粒度比母材晶粒度小得多,而且晶粒度均勻,是理想的焊縫組織。

14、這些明顯的特征,可以證明焊縫的缺陷基本得以消除。4結(jié)論對(duì)高頻焊接后內(nèi)螺紋銅管可能存在的缺陷及其微觀特征進(jìn)行了研究,從中找出了焊縫存在質(zhì)量問題的類型和產(chǎn)生的原因主要是焊接邊的錯(cuò)位以及焊接邊厚度增加后使電流密度相對(duì)下降導(dǎo)致焊縫形成“塑焊”。改進(jìn)焊接工藝和操作后,通過對(duì)改進(jìn)后焊縫的微觀特性的研究,表明焊縫的質(zhì)量已經(jīng)符合要求。參考文獻(xiàn):1楊效勇,樊道興,鄭志新.高頻焊管的焊縫質(zhì)量研究J.鋼管,1990,(5:44-46.2庚英桂.普碳鋼直縫焊管金相組織分析J.軋鋼,1998,(2:24-26.3黃友陽.高頻焊管金屬流線的形成形態(tài)與分析J.鋼管,2000,29(6:31-36.4吳鳳梧,張翰書,蘇映霞,等.國外高頻直縫焊管生產(chǎn)M.北京:冶金工業(yè)出版社,1985.京:機(jī)械工業(yè)出版社,1