商用空調用叉型管組件焊接工藝試驗研究

摘要：對商用空調用叉型管組件進行了焊接工藝試驗，并觀察對焊接接頭的熔深影響。研究表明：焊接工藝調節改進起到良好填縫效果，與原焊接相比顯著提高焊接熔深約15%。實際工藝，采取允許最佳焊接間隙L的范圍在0.10-0.15mm之間，結合焊接前涂膠定位工藝，可達安全系數n=4，焊接拉脫應力達12Mpa。本文結論對制冷設備用叉型管組件的制造工藝有重要參考價值。

關鍵詞： 銅管；釬焊定位焊接；商用空調用叉型管組件；焊接拉脫應力；回歸分析

1 前言

叉型管組件，為大功率中央空調常用核心部件，其成本優勢高、安裝設備投資低，同時兼備生產效率高、對多聯機性能、耐腐蝕能力佳、可組合安裝性能優等優勢，為大型商用空調機組所普遍采用。

在傳統的叉型管組件焊接工藝方式中，普遍采用直接“配管+火焰釬焊”的操作辦法。由于沒有規范的定位控制，經常發生焊接有焊接拉脫應力低下(熔深不足)、焊縫有砂眼甚至氣孔泄露、焊瘤等由于焊縫間隙以及配管深度差異等因素所導致的焊接質量異常現象。

本文通過對叉型管組件的焊接工藝，進行“釬焊前涂膠定位”工藝創新、嘗試，發現能顯著提高焊接強度的新工藝方式。可在適當焊接間隙前提下，更有效改善和保證系統焊接安全系數，提高空調內部制冷劑循環系統的封閉性能。對空調系統件的焊接關鍵工序的工藝可靠性提高具有重要參考價值。

2 工藝試驗驗證分析過程和方法

樣件制作：本次焊接工藝試驗采取φ24x1.2長度120mm TP2換熱管加工叉型管、焊接配入13.7配管，以0.10mm≤L≥0.15mm范圍內不同焊接間隙制作樣件(其中，焊接不涂膠定位、焊接涂膠定位試樣各10件)，制作完成后靜置24小時。

對比、驗證試驗過程：1，對比、統計分析焊接成型外觀質量；2，采用微機電子萬能試驗機CMT4204，測試各樣件焊接處拉伸力。

2試驗結果

完成工藝驗證試驗后，首先，對不涂膠定位焊接樣件和涂膠定位焊接樣件，從焊接成型外觀上進行對比。發現不涂膠定位的焊接樣件在成型一致性上比較差，其中不良有：30%(3件試樣)的配管在叉形管口中出現方向傾斜、20%(2件試樣)的焊接部位有焊瘤；涂膠定位的焊接樣件焊接成型一致性相對較好，其中不良僅有10%(1件試樣)的焊接部位有焊瘤。

其次，從焊接外觀一致性較好的樣件中，選取6個樣件(其中，焊接不涂膠定位、焊接涂膠定位試樣各3件)，采用微機電子萬能試驗機CMT4204，就不同焊接間隙、焊接不涂膠定位、焊接涂膠定位等因素進行試樣拉伸力[1]對比，測量相應數據如下表1、表2：

表1未涂膠定位系列釬焊焊接接頭拉伸力數值表

5 mm10 mm15 mm20 mm25 mm

未涂膠試樣14.267/9.0458.73910.276

未涂膠試樣23.8296.7147.6729.1189.552

未涂膠試樣34.1476.687.7448.609/

平均拉伸力(KN)4.08 6.70 8.15 8.82 9.91

表2涂膠定位系列釬焊焊接接頭拉伸力數值表

5 mm10 mm15 mm20 mm25 mm

涂膠試樣14.1227.3099.1310.27810.518

涂膠試樣24.0237.4059.68510.11810.556

涂膠試樣34.0546.7379.2510.21910.665

平均拉伸力(KN)4.07 7.15 9.36 10.21 10.58

另對以上測量樣件數據情況，進行回歸模擬分析，結果如圖1：

圖1熔深隨焊接長度(焊接與未焊接)變化及回歸方程

3 結論

3.1 相同焊接間隙，采取涂膠定位釬焊焊接熔深值高約15% ；

3.2焊接間隙L在0.10-0.15mm范圍內變化，熔深F隨之線性遞增，取安全系數n=4，允許最小管板焊接長度Lmin的范圍在0.10-0.15mm之間，經實測過程能夠達到控制要求；

3.3 對于φ16x1的TP2M換熱管加工叉型過濾器與配管釬焊焊接，未涂膠定位焊接拉脫力的擬合公式為：y=0.2785x+3.3962，涂膠定位焊接拉脫力的擬合公式為：y=0.3216x+3.4469，經殘差分析，擬合良好。

3.4其他規格換熱管焊接工藝可以參照以上，進行最佳焊接間隙、及焊接強度擬合，對實際焊接工藝具有重要參考價值。

參考文獻

[1] 國家標準 GB/T 2651-2008焊接接頭拉伸試驗方法

作者簡介

劉克光(1979.1)，男，籍貫河南，助理工程師，主要從事空調零部件工藝技術研究工作。