專(zhuān)利名稱(chēng)：銅彎頭與鋁u管構(gòu)成的制冷管路及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種銅彎頭與鋁U管構(gòu)成的制冷管路及其制備方法，尤其是涉及空調(diào)兩器用的制冷管路，空調(diào)兩器是空調(diào)蒸發(fā)器、空調(diào)冷凝器的簡(jiǎn)稱(chēng)。
背景技術(shù)：
空調(diào)兩器是以翹片強(qiáng)化管外散熱系數(shù)的表面散熱器，廣泛應(yīng)用于以制冷劑為冷媒的制冷產(chǎn)品中。在運(yùn)行過(guò)程中依靠空調(diào)兩器管路內(nèi)制冷劑氣液態(tài)的相變過(guò)程吸收或散發(fā)熱量，在循環(huán)管路系統(tǒng)中，制冷效果與制冷劑的數(shù)量有關(guān)，制冷劑過(guò)多或減少都會(huì)影響制冷效果，管路中因?yàn)楣に囋蛟斐傻臐B漏將會(huì)減少制冷劑的數(shù)量，最終將會(huì)喪失制冷產(chǎn)品的制冷能力，管路系統(tǒng)滲漏是該類(lèi)產(chǎn)品的致命缺陷。
在現(xiàn)有技術(shù)中，空調(diào)兩器中的制冷管路均由銅管構(gòu)成，生產(chǎn)中需要對(duì)數(shù)量眾多的接頭進(jìn)行焊接，銅管由于最適合自動(dòng)火焰釬焊，因而是空調(diào)兩器管路的最佳選擇。但銅管是貴重金屬材料，大量使用銅管造成散熱器成本高。而采用完全鋁管結(jié)構(gòu)，則面臨著諸多技術(shù)難題，如鋁管之間釬焊中就存在釬劑對(duì)管內(nèi)的污染、釬劑殘留物對(duì)鋁管的腐蝕、焊接接頭的致密性與焊縫脆性組織對(duì)強(qiáng)度的影響、工藝溫度狹窄、難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)等難以解決的問(wèn)題。
將空調(diào)兩器中的主要管路U管由銅管改為鋁管，銅管使用量減少80％以上，可以大大降低材料成本。此時(shí)，空調(diào)兩器的裝配工藝基本不變，只要保證銅鋁焊接的質(zhì)量就可以保證空調(diào)兩器的整體致密性不降低。
空調(diào)兩器中的管路是由U管和彎頭焊接構(gòu)成，由于受空調(diào)兩器結(jié)構(gòu)限制，銅彎頭的兩端必須在同一時(shí)間與串接在其兩端的兩個(gè)鋁U管管口焊接在一起，如果分兩次先后順序焊接銅彎頭的兩端，第一次焊接后剛性的銅彎頭和受到翅片制約的鋁U管都會(huì)產(chǎn)生永久性變形，第二次焊接將無(wú)法完成。即一個(gè)焊接過(guò)程必須同時(shí)完成兩個(gè)焊點(diǎn)的焊接。現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)這種焊接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一段銅彎頭與鋁U管無(wú)銅鋁共晶組織的焊縫，焊縫中銅鋁之間形成化學(xué)鍵連接的制冷管路。本說(shuō)明書(shū)所提及的銅鋁共晶組織是指高溫下銅鋁金屬化合物與鋁形成的低熔點(diǎn)共晶合金。
本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問(wèn)題在于銅質(zhì)彎頭與鋁U管之間直接進(jìn)行異種金屬材料焊接并采用插接式電阻焊接方法對(duì)銅彎頭雙點(diǎn)同時(shí)焊接。
對(duì)于本發(fā)明的銅彎頭與鋁U管構(gòu)成的制冷管路，本發(fā)明是這樣解決的銅彎頭的焊接接頭部位有直管狀導(dǎo)向部和錐形焊接面，該導(dǎo)向部的外徑稍小于鋁管內(nèi)徑，銅彎頭錐形焊接面與鋁U管內(nèi)壁之間形成直接的化學(xué)鍵連接，即形成一段無(wú)共晶組織的焊縫。
本發(fā)明提供了一種制造上述制冷管路的焊接方法，具體步驟如下向下第一步對(duì)銅管兩端進(jìn)行縮口處理，縮口后管端壁厚減薄，減薄30％以上為宜，然后對(duì)銅管進(jìn)行對(duì)稱(chēng)精確彎曲加工成銅彎頭；第二步用焊接設(shè)備將需要焊接的銅彎頭和兩根鋁U管分別固定，用兩組移動(dòng)電極分別連接到銅彎頭的兩端，兩組移動(dòng)電極各自絕緣獨(dú)立，相位相同，可同時(shí)工作，兩個(gè)鋁U管連接到固定電極板，固定電極板鋁管的焊接位置上開(kāi)有孔，孔內(nèi)安裝由具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，高耐熱性以及低傳熱效率的材料制成的鑲嵌塊，鑲嵌塊內(nèi)腔形狀與鋁管外形相吻合；第三步頂推氣缸將帶有銅管的移動(dòng)電極組推向鋁管，同時(shí)通電對(duì)銅鋁結(jié)合區(qū)進(jìn)行電阻加熱，銅管在頂推氣缸的作用下不斷向鋁管內(nèi)部移動(dòng)，完成焊接。
本方法具有如下特點(diǎn)1、將已有的空調(diào)兩器的U管材制由銅管改為鋁管，彎頭材質(zhì)繼續(xù)采用銅管，銅管與鋁管之間采用插接式電阻焊接方法焊接；2、完成對(duì)一個(gè)銅彎頭的兩個(gè)端點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行焊接；3、利用銅鋁兩種材料在硬度上的差異，即利用銅管插入鋁管時(shí)的高壓作用，將鋁管內(nèi)表面的氧化物清理干凈，從而避免使用任何助劑；4、在清理鋁管氧化物的同時(shí)通電對(duì)結(jié)合區(qū)進(jìn)行電阻加熱，邊加壓邊加熱，銅管在這個(gè)過(guò)程中在頂推氣缸的作用下不斷向鋁管內(nèi)部移動(dòng)，與普通電阻焊接方法不同，焊接過(guò)程銅鋁之間工件位移距離可超過(guò)5mm，產(chǎn)生的銅鋁共晶物邊產(chǎn)生邊被銅鋁間的高壓擠出，避免脆性組織對(duì)接頭的影響；5、用具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，高耐熱性以及低傳熱效率的材料制成的鑲嵌塊可以增加電極材料的抗點(diǎn)蝕性能，高溫性能，快速提高鋁管加溫速度。6、使用一個(gè)多位固定電極板而沒(méi)有用分開(kāi)的固定電極，其優(yōu)勢(shì)在于方便了固定電極的設(shè)計(jì)與加工，與其他空調(diào)兩器焊接加工方法相比，本發(fā)明簡(jiǎn)化了原有工藝，既保證了質(zhì)量，又能大大的降低材料成本。
如果將連接鋁U管的固定電極板改為多位長(zhǎng)條電極板，多位長(zhǎng)條電極板沿中心線剖開(kāi)開(kāi)孔，按照空調(diào)兩器中鋁U管管端數(shù)量、位置分別在孔內(nèi)鑲嵌一組鑲嵌塊，則每個(gè)焊接過(guò)程可以焊接一組銅彎頭，從而提高焊接效率。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1實(shí)施例1附2實(shí)施例2附3銅彎頭、鋁管焊接部位示意圖其中1銅彎頭 2焊縫(外觀) 3鋁U管 4翹片 5鑲嵌塊6固定電極板 6′多位長(zhǎng)條電極板 7、8移動(dòng)電極 9絕緣塊10直管狀導(dǎo)向部 11錐形焊接面具體實(shí)施方式
下面結(jié)合圖1，給出本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案實(shí)施例1本實(shí)施例結(jié)合空調(diào)蒸發(fā)器的實(shí)際制作過(guò)程說(shuō)明，包含了鋁管漲管及在鋁U管外穿翹片的步驟，使本實(shí)施例更具實(shí)踐價(jià)值。
第一步銅彎頭加工選外徑與鋁管外徑相同的銅管(鋁管外徑指鋁U管3穿完翅片4再漲管后的外徑)，首先對(duì)銅管兩端進(jìn)行縮口處理(縮口后管端壁厚減薄30％)，然后對(duì)銅管進(jìn)行對(duì)稱(chēng)精確彎曲加工成銅彎頭1；第二步鋁管加工采用內(nèi)壁光管或內(nèi)壁帶有散熱筋的鋁U管3，鋁U管3穿完翅片4后漲管，漲管前，不需要對(duì)鋁管3管口擴(kuò)口和翻邊，暴露在翅片組外的鋁管端口長(zhǎng)度大于20mm以方便固定電極板6的布置；第三步將組裝好的散熱器放到焊接設(shè)備上，用焊接設(shè)備將需要焊接的鋁U管3和銅彎頭1分別固定。用兩組移動(dòng)電極7、8分別連接到銅彎頭的兩端，兩組移動(dòng)電極7、8之間隔有絕緣塊9，各自絕緣獨(dú)立，相位相同，可同時(shí)工作，兩個(gè)鋁U管3連接到固定電極板6，固定電極板6鋁管的焊接位置上開(kāi)有孔，孔內(nèi)安裝由鈦合金制成的鑲嵌塊5，鑲嵌塊5內(nèi)腔形狀與鋁U管3外形相吻合；第四步參照?qǐng)D3，利用銅鋁兩種材料在硬度上的差異，即利用銅彎頭1插入鋁管3時(shí)的高壓作用，將鋁管3內(nèi)表面的氧化物清理干凈，從而避免使用任何助劑。在清理鋁管氧化物的同時(shí)通電對(duì)錐形焊接面11進(jìn)行電阻加熱，邊加壓邊加熱，銅彎頭1在這個(gè)過(guò)程中在頂推氣缸的作用下不斷向鋁管3內(nèi)部移動(dòng)，與普通電阻焊接方法不同，焊接過(guò)程銅鋁之間工件位移距離可超過(guò)5mm，產(chǎn)生的銅鋁共晶物邊產(chǎn)生邊被銅鋁間的高壓擠出，避免脆性組織對(duì)接頭的影響。
下面結(jié)合圖2給出本發(fā)明的另一實(shí)施例2用多位長(zhǎng)條電極板6′代替固定電極板，多位長(zhǎng)條電極板6′沿中心線剖開(kāi)開(kāi)孔，按照空調(diào)兩器中縱向或橫向鋁U管管端數(shù)量、位置分別在孔內(nèi)鑲嵌一組鑲嵌塊5。將需要焊接的全部鋁U管均放置在多位長(zhǎng)條電極板6′的孔內(nèi)，在鋁U管內(nèi)插好銅彎頭，每焊完一對(duì)鋁U管，多位長(zhǎng)條電極板或移動(dòng)電極自動(dòng)將下一組鋁U管、銅彎頭移至焊接位置，采用這種方案每個(gè)焊接過(guò)程可以焊接一組銅彎頭，從而提高焊接效率。
本發(fā)明參照附圖和實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，但保護(hù)范圍不限于此，在本發(fā)明技術(shù)范圍內(nèi)具有普通技術(shù)人員可以經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的變換，而獲得本發(fā)明同樣的技術(shù)效果，同樣在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種銅彎頭與鋁U管構(gòu)成的制冷管路，由銅彎頭、鋁U管組成，其特征在于銅彎頭的焊接接頭部位有直管狀導(dǎo)向部和錐形焊接面，該導(dǎo)向部的外徑稍小于鋁管內(nèi)徑，銅彎頭錐形焊接面與鋁U管內(nèi)壁之間形成直接的化學(xué)鍵連接。
2.一種制造如權(quán)利要求1所述的銅彎頭與鋁U管制冷管路的制備方法，其特征在于先對(duì)銅管兩端進(jìn)行縮口處理，然后對(duì)銅管進(jìn)行對(duì)稱(chēng)精確彎曲加工成銅彎頭，用焊接設(shè)備將需要焊接的銅彎頭和兩根鋁U管分別固定，用兩組移動(dòng)電極分別連接到銅彎頭的兩端，兩組移動(dòng)電極各自絕緣獨(dú)立，相位相同，可同時(shí)工作，兩個(gè)鋁U管連接到固定電極板，固定電極板鋁管的焊接位置上開(kāi)有孔，孔內(nèi)安裝有鑲嵌塊，鑲嵌塊由具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，高耐熱性以及低傳熱效率的材料制成，鑲嵌塊內(nèi)腔形狀與鋁管外形相吻合，頂推氣缸將帶有銅彎頭的移動(dòng)電極組推向鋁管，同時(shí)通電對(duì)銅鋁結(jié)合區(qū)進(jìn)行電阻加熱，銅彎頭管在頂推氣缸的作用下不斷向鋁管內(nèi)部移動(dòng)，完成焊接。
3.如權(quán)利要求2所述的一種銅彎頭與鋁U管制冷管路的制備方法，其特征在于所述固定電極板用多位長(zhǎng)條電極板代替，多位長(zhǎng)條電極板沿中心線按照需要焊接的鋁U管管端數(shù)量、位置剖開(kāi)開(kāi)孔，分別在孔內(nèi)安裝鑲嵌塊，將一組鋁U管安放在多位長(zhǎng)條電極板的孔中，將相應(yīng)的一組銅彎頭插入鋁U管組裝好，每焊完一對(duì)鋁U管，多位長(zhǎng)條電極板或移動(dòng)電極自動(dòng)將下一組鋁U管、銅彎頭移至焊接位置，依次焊接。
4.如權(quán)利要求2或3所述的一種銅彎頭與鋁U管制冷管路的制備方法，其特征在于所述的鑲嵌塊為鈦合金材料制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種銅彎頭與鋁U管構(gòu)成的制冷管路及其制備方法。制冷管路的特征在于銅彎頭錐形焊接面與鋁U管內(nèi)壁之間形成直接的化學(xué)鍵連接，焊縫中沒(méi)有銅鋁共晶組織。該制冷管路的焊接方法的核心在于銅質(zhì)彎頭與鋁質(zhì)U管之間的雙點(diǎn)焊接技術(shù)，其特征在于用兩組相位相同、互相絕緣的移動(dòng)電極分別連接到銅彎頭的兩端，鋁U管連接到固定電極板，固定電極板鋁管的焊接位置上開(kāi)有孔，孔內(nèi)安裝有鑲嵌塊，頂推氣缸將帶有銅彎頭的移動(dòng)電極組推向鋁管，同時(shí)通電對(duì)銅鋁結(jié)合區(qū)進(jìn)行電阻加熱，銅彎頭在頂推氣缸的作用下不斷向鋁管內(nèi)部移動(dòng)。采用本發(fā)明加工的制冷管路密封性好、焊縫強(qiáng)度大，可以廣泛應(yīng)用于空調(diào)兩器的制造，替帶全銅結(jié)構(gòu)的空調(diào)兩器。
文檔編號(hào)B23K11/16GK1959170SQ20061015304
公開(kāi)日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2006年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月20日
發(fā)明者趙越, 左鐵軍, 尹衍升, 孫德興, 楊訓(xùn), 萬(wàn)延堯, 邵軍 申請(qǐng)人:左鐵軍, 趙越