[其他]电冰箱蒸发器用铜—铝管冷压焊工艺

说明书

本发明属于铜-铝管焊接技术领域。

目前，电冰箱制冷系统中铜-铝管转接件的焊接方法有闪光焊、电容储能焊、电阻焊及摩擦焊等。这些方法工艺参数多、设备复杂、难以控制;这些方法均属热压焊范畴，焊接过程中结合面的金属被加热，甚至局部产生熔化。在挤压时很难将熔化的金属及界面层金属排挤到结合面之外。于是在结合面中残存的液态金属膜和在高温下金属相互扩散形成了脆性合金层。这种脆性合金层是由θ相η₂及r2相三部分组成，其中θ相是造成接头性能低劣的直接原因。特别是在电冰箱装配线上，要用氩弧焊和火焰钎焊把铜-铝管转接体连接到制冷系统中，这又再次使铜-铝管接头受到高温作用，使原有的脆性层增厚，接头性能再次恶化，成为制冷系统渗漏的原因之一。

本发明的目的是，提供一种用于电冰箱蒸发器的铜-铝管的冷压焊工艺。这种工艺铜-铝结合面处没有脆性合金层，接头的致密性好，铜-铝管接头质量高。

本发明冷压焊工艺，焊接时铜管及铝管都不加热，在室温状态下施加以轴向挤压力，使结合面处的金属产生定向的塑性流动，两种金属的新鲜金属表面之间相互接近到原子作用的范围，从而形成牢固的结合。因此，挤压时界面处的金属必须有足够的塑性流动量才能获得高质量的接头。这样，每次挤压时铜管和铝管的挤压变形量及挤压次数是冷压焊的主要参数。

电冰箱蒸发器用铜-铝管冷压焊工艺，由如下几个部分组成：

一、待焊件的处理

焊接前要将经过退火的铜管和铝管经化学处理后，加工成待焊端面（如图1所示），从图1可以看出，铜管待焊端面沿外径打成了坡口。用旋转钢丝刷打磨焊接区的金属表面，把用硬铝丝制成的小芯棒（见图2）经丙酮或汽油清洗后，用钳子夹着安放在铜管与铝管中;用定位杆定位芯棒在铜管中的位置。把铜管、铝管放到冷压焊机的夹钳内（如图3a所示），抽出定位杆。

二、冷压焊接

启动冷压焊机、夹钳夹紧铜管、铝管，进行第一次挤压。挤压后的状态如图3b所示。松开夹钳，挤压油缸退回并调整铜管、铝管位置（使其处于图3a的状态）。夹钳夹紧铜管、铝管进行第二次挤压并重复第二次挤压过程（一般重复两次）。

三、结合面的加厚

结合面加厚，即把夹钳及铜-铝管调整至如图3c所示的状态;然后挤压至图3d所示的状态。至此，冷压焊过程完了。

四、焊件定型、清洗

松开夹钳、取出焊好的铜-铝管，在钻床上用钻头打通芯棒;用车床切除“飞边”;清洗管内外金属屑。

冷压焊过程中参数少、操作简单、很容易实现半自动化或全自动化。冷压焊操作中夹钳夹紧力的大小，以挤压时被焊管件与夹钳不产生相对滑动为宜。因此，凡是能完成上述夹紧、挤压工作的设备均可选用，当然专用设备更好。

铜管、铝管伸出夹钳外的长度（即挤压变形量）是冷压焊的重要参数之一，可根据管径选择伸出夹钳外的长度。一般情况下采用如下数据：

设D为铜管或铝管直径，l为铜管的伸出长度，通常采用l＝3/5D;铝管的伸出长度为1/2～2/3l（即铝管伸出长度为铜管伸出长度的1/2～2/3）。l值还可根据管材壁厚做适当调整。伸出长度过长，挤压时管壁失稳自身重叠，形成假焊;伸出长度过短，将使结合面处金属塑性流动量不足，致使结合强度不够。

本发明的优点是，工艺简单、易于掌握、易于操作，接头质量稳定、可靠。由于焊接参数少、动作简单，故易于实现半自动化或自动化。

附图说明

图1    铜管、铝管待焊端面的示意图

D-铜管、铝管外径

d-铜管、铝管内径

图2    芯棒结构示意图

图3a    铜管、铝管、芯棒、夹钳的相互位置图

1-铝管    2-定夹钳

3-芯棒    4-动夹钳

5-铜管    6-定位杆

图3b    第一次挤压后焊件状态图

图3c    挤压加厚层前焊件状态图

图3d    挤压加厚层后焊件状态图

实施方案

用专用的冷压焊机或具有夹紧工件和轴向挤压功能的其它机械，按照本发明所叙述的电冰箱蒸发器用铜-铝管冷压焊工艺的程序和技术条件去做，即可实施本发明。