[发明专利]一种焊拉一体化生产超长耐蚀铝复合管的方法

说明书

本发明涉及金属管材加工技术领域，特别是一种焊拉一体化生产超长耐蚀铝复合管的方法，具体步骤如下：将挤压后的铝合金管收卷在料筐内，将功能性铝合金带材包覆于铝合金管外侧；在成形包覆的过程中用金属刷分别刷所述内层和外层的接触面及带材的搭接接触面；对外层带材的圆周搭接接头用超声波滚焊轮焊接；复合管的管头出焊接包覆机后，中止包覆焊接，在线向管头内注润滑油、装游动芯棒、装牵引杆；牵引杆送入1#履带拉拔机组牵引铝复合管过拉拔模具进行减径减壁拉伸，同时启动铝复合管的包覆焊接并在运行速度上形成同步。本发明具有加工成本低、工艺流程短、占地面积小、复合材料厚度均匀的特点。

技术领域

本发明涉及金属管材加工技术领域，特别是一种焊拉一体化生产超长耐蚀铝复合管的方法。

背景技术

耐蚀铝复合管可以用作空调蒸发器和冷凝器、空调连接管及太阳能集热器用管等。铝复合管中的内铝层用于传输流体，铝复合管锌铝合金外层与大气、水汽及可能的腐蚀介质接触。从铝合金手册和大量的实践中得知，锌铝合金的腐蚀是平面均匀腐蚀，而3系铝锰合金很容易出现穿孔腐蚀（点蚀）。为保护做为基体的3系铝锰合金不发生穿孔腐蚀，业内的做法是想办法在铝锰合金表面复合上一层锌层或锌铝合金层。锌铝合金外层与内层的3系铝合金相比，锌铝合金具有较低的电极电位，这两种合金相接触，锌铝合金作为牺牲阳极可对3系的铝锰合金提供保护，使管材外表面优先腐蚀，从而避免了内层铝锰合金发生点蚀现象。这种内外铝层一体化的结构，可以起到最佳功能性材料作用。

对于空调两器（蒸发器和冷凝器）用管，业内的做法是在挤压机出口对挤压的铝内齿管外表面喷锌，从而达到管材耐蚀作用。但内齿管是一种直齿，流体在其中运动时不能形成湍流效应，换热能力比内螺纹铝管差很多。因此导致空调的能效比下降很多。而在内螺纹铝管的表面喷锌又是一个成本极高、效率极差的生产方式。

日本的UACJ公司曾经采用复合挤压的方法生产耐蚀铝复合管。做法是将7072连铸在3003铝棒上，然后进挤压机反向挤压，由于铝棒要穿孔后挤压，因此铝棒长度很短，单重很轻，后续生产效率很低。由于表面的7072层在挤压时的金属流动不规律，因此挤压后的表层厚度不均，经过深度拉拔后的管材表面有时7072层是缺失的，影响后续的使用和是否是合格品的判断。发明以来一直没有规模化生产和使用。

为生产超长铝复合管，业内把7072与3003铝带复合轧制在一起，纵剪后用高频焊管机组进行焊接，生产外表7072内层3003的铝复合管。但复合带材在焊接成管时，要用刮刀将对缝焊接产生的毛刺刮掉。而外层的7072层在焊接时被挤压在毛刺中，刮掉毛刺后，焊缝处的基体上都是3003材质，整个焊缝没有7072铝合金的存在。虽然焊缝附近的7072对基体3003依然有一些防护效应，但在一些恶劣腐蚀环境下，保护力度下降。最大的问题是，管内输送的是高压流体和气体，而焊缝又是最容易产生缺陷和泄漏的地方，因此空调行业拒绝使用，目前仅仅在汽车水箱扁管中使用。但调研表明，汽车厂家一直盼望能有带防护层的无缝管出现，使用焊管是无奈之举。

铝复合管的另一种用途就是用于微通道换热器的集流管。用作集流管的铝复合管，其外层采用钎料层，如4045,4343等4系铝硅合金，其内层使用3003铝合金管。钎焊时，外层的铝硅钎料熔化，但内层的3003铝合金管因熔点高并不熔化，熔化的钎料靠毛细作用及重力作用填满基体铝合金管与所焊接的管件及配件的间隙。