提高铜管钎焊质量的措施分析

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1、提高铜管钎焊质量的措施分析 摘 要:随着钎焊工艺的不断发展,其应用范围也越来越广,特别是在空调行业,大量管路的连接离不开钎焊技术。本文通过分析钎焊前后需注意事项,以及钎焊所需的焊料等,提出采用钎焊检测手段,对钎焊工艺全过程进行有效监控,以降低人为因素对铜管钎焊质量的影响,最终达到提高和稳定铜管钎焊质量的目的。 关键词:铜管;钎焊;质量 在市场竞争日益激烈的今天,优良的质量是企业生存和发展的基础。对客户来说,质量是产品的使用效果;对企业来说,却是降低生产成本、提高企业效益的重要保障。 我司生产的空调产品中,铜管之间的焊接是影响空调质量的关键工序之一。统计数据显示,我司的不合格品中,焊漏、焊堵超过

2、了50%,这部分产品的返修需经过放掉冷媒,重新焊接、检漏、抽空、注冷媒等工序,严重占用线体,影响总产量,并且造成一定程度的人力、物力、财力的损失,从而增加了生产成本。 由此可见,焊接工序不仅影响空调质量,还关系着企业的生产成本。所以,必须把漏率控制在尽可能小的范围内。 1 钎料及其应用 钎焊是利用熔点比焊件低的钎料作金属,适当加热后,钎料熔化将铜管或其他固态工件连接的焊接方法。在钎焊过程中,钎料的选择直接影响钎焊质量。 1.1钎料 钎料是钎焊时形成焊缝的填充金属,钎焊的质量很大程度上取决于钎料的性能,为了达到润湿和毛细作用,应满足以下要求: (1)尽量选择与母材成分相同的钎料; (2)钎料在钎

3、焊温度下能很好的与母材互溶,以便填满接头间隙,获得牢固的接头间隙; (3)钎料应有合适的熔点,钎料的熔点一般要低于母材熔点40-60,若接头在高温下工作时,钎料的熔点应高于工作温度; (4)钎料质量要稳定,来源广泛,价格低廉。 1.2钎料的应用 对于管径小的紫铜管钎焊,应采用流动性能好、导热性好的低银铜磷钎料或者铜磷焊料。比如B-Cu89PAg,该钎料含磷5.8%-6.7%、银4.8%-5.2%、其余为铜。铜中加磷起到两个作用:一是大大降低熔点;二是银、磷可以还原氧化铜和氧化银,还原后的五氧化二磷与氧化铜形成复合化合物,在钎焊温度下呈液态覆盖于金属表面防止金属继续氧化。银的加入也可以降低熔点,

4、且提高钎焊接头的抗拉强度。 加钎料时必须保持钎料清洁,脏的或受腐蚀的钎料会在接头区域产生夹杂,熔化的钎料会向高温区域流动,注意在紧挨接头处添加钎料。达到钎焊温度才可加钎料,如添加钎料时,钎料只是附于工件表面而不熔化,表明尚未达到钎焊温度,需继续加热。 2 钎焊工艺措施和焊接结果 2.1钎焊工艺措施 (1)焊前处理。先把所需焊接的换热管焊口端表面除去油污、杂物,用细砂布擦去氧化皮,再用酒精等有机溶剂清洗,最后用毛巾擦干,立即进行钎焊,以避免焊件在常温下发生氧化。为保证钎焊接头间隙,对钎焊接头的接合面应达到合理的表面粗糙度要求,一般应达到Ra6.3um 左右。 (2)钎焊接头预留间隙的选择。钎焊接

5、头预留间隙的大小与母材和选用的钎料的种类以及钎焊方法、钎焊温度和钎料的安装方式均有关。组对时不能强行组对,要保留一定的间隙作为钎缝。间隙小,抗拉强度高;间隙增大,抗拉强度降低。这是由于母材强度比钎料高,处在狭小间隙中的钎料层,在受力发生变形时,受到高强度母材限制的结果。在一定范围内,减小钎缝间隙可以提高钎缝的致密性,合适的钎焊接头间隙能使接头得到其最高的强度。必须指出钎焊工艺中,钎焊间隙的大小及其控制是十分重要的,所以选择符合标准规格的铜管尤为重要。 (3)钎焊前要进行预热,预热根据管径和壁厚大小而定,一般预热至暗红色为合适,预热温度一般为450左右。 2.2钎焊的焊接结果 钎焊之后,应检查焊

6、接质量、焊接接头外观是否达到相应要求: (1)焊缝所形成的角焊缝饱满、过渡圆滑、美观; (2)焊缝表面没有裂纹、气孔、咬边和未熔合等缺陷; (3)钎焊接头常见的缺陷有:填隙不良、部分间隙未填满、气孔、夹渣、开裂(包括母材开裂)、钎料流失和溶蚀。 3 铜管钎焊工艺待改善的工作 欲稳定和提高铜管钎焊质量,需要对影响钎焊质量的因素进行全面的控制。目前,我司铜管钎焊过程中常会出现裂纹、气孔、焊漏等质量问题。产生上述质量问题的原因众多,如产生母材过烧的可能原因有: 加热时间过长、用焰心加热、母材本身成分偏析等,但深层原因为: (1)缺乏对钎焊工艺过程进行检测和控制的手段。无定量的钎焊检测手段, 无法对钎

7、焊过程进行定量研究、分析和控制。在进行钎焊工艺试验或出现质量问题时,工艺技术人员无法进行定量评估,只能靠经验加以判断,可能会产生误判。 (2)铜管的基础钎焊工艺技术需深入研究。这些基础研究项目包括:研究应用熔点更低的钎料;钎焊气孔问题的研究;不同管件钎焊加热时更加细化、量化和规范化的钎焊参数和加热方式。 (3)缺乏严格的检查方法。目前对钎焊接头的主要检查方法有外观检查、荧光检验、射线探伤、密封性检验等,通过一系列的检查,可以发现肉眼看不到的微小裂纹、气孔、未焊透等缺陷。 (4)钎焊工艺过程需得到更为有效的控制。对钎焊过程的控制主要包括如下三方面: 钎焊用器材(包括:钎焊用气体、钎料、焊枪和压力

8、表等)质量的控制;钎焊工艺技术的控制(如不同管径合理的氮气流量、钎焊加热时间、氧气和液化气流量、装配间隙、钎焊加热顺序等技术的控制);钎焊工艺执行情况的控制(工艺规程和工艺纪律的执行)。 4 提高钎焊质量的措施 欲稳定和提高铜管钎焊质量,需对钎焊用器材(包括钎焊用气体、钎料、焊枪和压力表等)、钎焊工艺技术和钎焊工艺的执行三个方面进行有效地控制。结合我司钎焊工艺现状,可采用如下措施解决前述存在的问题: (1) 使用检测器材,对钎焊过程进行全面分析和研究,便于对钎焊工艺进行有效控制。这些器材包括:接头火焰钎焊测温仪(对钎焊时接头的温度进行测量);气体流量计(对钎焊中气体的流量进行测量);钎焊用气体

9、纯度和露点检测仪(对钎焊用气体的纯度和水分进行测量);湿度计(对钎焊的环境湿度进行测量)等。 (2) 对铜管的基础钎焊工艺进行深入研究。目前钎焊过程靠经验来衡量钎焊过程是否合理,无可参照的钎焊工艺标准对钎焊过程进行监控。对影响钎焊质量的指标和钎焊参数进行量化和细化研究,使钎焊过程中的参数具有可操作性和指导性,实现对钎焊过程进行定量的控制,可确保铜管钎焊质量的稳定性和一致性。 (3) 设计专用工装,以方便操作人员执行制定好的加热方式和钎焊参数,并能对手工或自动钎焊操作进行量化和监控。 (4) 加强钎焊工艺培训、工艺管理和工艺监督,其目的为将基础钎焊工艺研究结果和新工艺实施到生产现场中,并对钎焊过程进行有效控制,最终提高和稳定铜管钎焊质量。 5 结束语 铜管钎焊工艺的质量直接影响整个制冷系统的运行,可以采用严格、规范的钎焊工艺管理体系,对钎焊过程进行全面的检测和控制,以达到提高和稳定铜管钎焊质量的目的。

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