銅和鋼的添絲焊接方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焊接領(lǐng)域，且特別涉及一種銅和鋼的添絲焊接方法及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)發(fā)展，行業(yè)不斷創(chuàng)新發(fā)展，各項(xiàng)研宄工作都圍繞不斷節(jié)約資源和降低能源消耗來(lái)開展。
[0003]在制冷行業(yè)里面，具有良好塑性和強(qiáng)度的貴金屬一銅卻一直作為主要原材料進(jìn)行生產(chǎn)加工。在這些年的行業(yè)發(fā)展歷程中，許多科技人員對(duì)此進(jìn)行了各種材料的替代研宄工作，大家熟知的就是用鋁這種金屬來(lái)替代銅。雖然鋁具備良好的塑性，但無(wú)奈其強(qiáng)度和重量無(wú)法滿足制冷或空調(diào)領(lǐng)域的普遍要求，所以鋁金屬只能少部分替代銅，所以找到一種既具備一定強(qiáng)度有具有塑性加工性能的材料而且對(duì)于世界范圍內(nèi)講又是資源豐富、價(jià)格低廉的材料，是一件有利于行業(yè)、有利于國(guó)家發(fā)展的一件迫在眉睫的大事。
[0004]鋼是一種強(qiáng)度和質(zhì)量都能滿足制冷行業(yè)要求的材料。銅和鋼的焊接屬于兩種不同金屬的焊接。兩種不同的金屬焊接，由于熔點(diǎn)不同、熱傳導(dǎo)率不同、液態(tài)狀態(tài)下的金相組織差異，傳統(tǒng)的焊接工藝很難對(duì)異種金屬進(jìn)行焊接。
[0005]且進(jìn)一步的，在現(xiàn)有的鎢極氣體保護(hù)焊中，鎢針引弧傳導(dǎo)的熱量來(lái)進(jìn)行焊絲熔化存在著很大波動(dòng)，這對(duì)于工件的焊接質(zhì)量來(lái)說(shuō)是致命的。如果電流過(guò)大熱量上升則會(huì)引起工件過(guò)燒，導(dǎo)致鋼件燒穿和嚴(yán)重氧化現(xiàn)象；如果電流過(guò)小熱量降低又會(huì)引起焊縫熔深降低直接影響焊接強(qiáng)度。同時(shí)由于采用鎢針引弧傳導(dǎo)的熱量來(lái)熔化焊絲，焊絲熔化快，此時(shí)對(duì)應(yīng)位置的焊接母體可能未熔化或未完全熔化，使得焊接母體和焊絲不能完全融合，焊接效果差。同時(shí)由于鎢針產(chǎn)生的電弧同時(shí)引到工件和焊絲上，會(huì)產(chǎn)生弧壓不穩(wěn)，導(dǎo)致焊絲熔化夾生、焊接飛濺。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有焊接技術(shù)異種金屬焊接困難且焊接質(zhì)量差的問(wèn)題，提供一種銅和鋼的添絲焊接方法及應(yīng)用。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種銅和鋼的添絲焊接方法包括:
[0008]銅和鋼兩種材料的待焊接端對(duì)接或套接，形成焊接工件。
[0009]供熱設(shè)備的加熱部在保護(hù)氣體的保護(hù)下加熱熔化銅和鋼兩種材料的待焊接端，所述加熱部頂端向銅材料所在的方向偏移，偏移距離小于或等于1.5毫米；當(dāng)銅材料的待焊接端和鋼材料的待焊接端對(duì)接時(shí)，偏移距離為加熱部頂端至對(duì)接面的距離；當(dāng)銅材料的待焊接端和鋼材料的待焊接端套接時(shí)，偏移距離為加熱部頂端至外套材料的待焊接端端面的距離；
[0010]銅材料的待焊接端和鋼材料的待焊接端同時(shí)熔化進(jìn)而互熔形成液態(tài)熔池，液態(tài)熔池加熱焊材，形成焊縫。
[0011]于本發(fā)明一實(shí)施例中，在加熱部加熱焊接工件時(shí)，焊材在距離焊接處0.5毫米?50毫米內(nèi)預(yù)熱，當(dāng)熔池形成后，預(yù)熱后的焊材再逐步靠近熔池，被熔池所熔化。
[0012]于本發(fā)明一實(shí)施例中，在焊接過(guò)程中，所述加熱部的中心線與焊接處的切線之間的夾角為5度?175度。
[0013]于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述焊接工件的焊接處設(shè)置有氣體保護(hù)裝置，在焊接過(guò)程中，氣體保護(hù)裝置為焊接處提供氣體保護(hù)。
[0014]于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述焊材的中心線與焊接處的切線之間的夾角為2度?178 度。
[0015]于本發(fā)明一實(shí)施例中，焊材熔化后形成的焊縫的表面為凸起的非線性圓弧曲面。
[0016]于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述焊材為鐵基焊絲、鎳基焊絲、銅基焊絲或銀基焊絲中的任一種。
[0017]于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述加熱部的頂端距離焊接工件的最高點(diǎn)的距離在0.3毫米?2.5毫米。
[0018]于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述加熱設(shè)備為焊槍，所述加熱部為鎢針。
[0019]上述焊接方法應(yīng)用于焊接壓縮機(jī)用儲(chǔ)液器殼體、空調(diào)器用消音器殼體、中央空調(diào)用氣液分離器殼體、油氣分離器殼體、壓縮機(jī)的排氣管、壓縮機(jī)的吸氣內(nèi)管、壓縮機(jī)的吸氣外管、儲(chǔ)液器進(jìn)氣管、儲(chǔ)液器出氣管、空調(diào)用電磁四通換向閥主閥體和主閥座、調(diào)用電磁四通換向閥上的配管、空調(diào)器的配管、空調(diào)器的連接管、空調(diào)器的換向閥管或空調(diào)器的膨脹閥管。
[0020]綜上所述，本發(fā)明提供的銅和鋼的添絲焊接方法與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0021]在焊接過(guò)程中，考慮到銅材料的熱導(dǎo)率遠(yuǎn)大于鋼材料，即銅材料散熱快于鋼材料。通過(guò)設(shè)置為焊接提供熱量的加熱部的位置，使加熱部頂端偏向銅材料所在的方向，來(lái)使得分配至銅材料待焊接端的熱量大于鋼材料的焊接端，使得兩種材料達(dá)到同步熔化并形成熔池，并利用熔池將焊材熔化后形成焊縫。本發(fā)明提供的銅和鋼的添絲焊接方法在實(shí)現(xiàn)異種金屬焊接的同時(shí)采用熔池熔化焊材，避免鎢針引弧過(guò)程中因?yàn)楹覆牡拇嬖诙沟没翰环€(wěn)從而導(dǎo)致焊絲熔化夾生問(wèn)題。同時(shí)利用熔池對(duì)焊材進(jìn)行熔化不但焊接過(guò)程無(wú)飛濺焊接后的工件無(wú)需進(jìn)行清理，且焊接后焊接熔深滿足要求、焊縫飽滿并具有較大的表面張力。
[0022]此外，為避免在焊接過(guò)程中焊縫產(chǎn)生氣孔，除加熱部受氣體保護(hù)外，還在焊接處增加氣體保護(hù)裝置，有效地隔離空氣或其他氣體，避免產(chǎn)生焊接氣孔。進(jìn)一步的，本發(fā)明提供的銅和鋼的添絲焊接方法可實(shí)現(xiàn)全位置焊接，即使在立向下、立向上和仰焊的情況下，均能獲得優(yōu)良的焊接效果。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1所示為本發(fā)明提供的銅和鋼添絲焊接方法中，不同偏移距離的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表。
[0024]圖2和圖3所示為本發(fā)明提供的銅和鋼的添絲焊接方法的生產(chǎn)原理圖。
[0025]圖4a和圖4b分別為本發(fā)明實(shí)施例一提供的銅和鋼的添絲焊接方法應(yīng)用于焊接壓縮機(jī)用儲(chǔ)液器的進(jìn)氣管和出氣管的生產(chǎn)原理圖。
[0026]圖5a和圖5b分別為本發(fā)明實(shí)施例二提供的銅和鋼的添絲焊接方法應(yīng)用于焊接中央空調(diào)用氣液分離器的進(jìn)氣管和出氣管的生產(chǎn)原理圖。
[0027]圖6a、6b和6c分別為本發(fā)明實(shí)施例三提供的銅和鋼的添絲焊接方法應(yīng)用與焊接壓縮機(jī)排氣管、吸氣外管和吸氣內(nèi)管的生產(chǎn)原理圖。
[0028]圖7a和圖7b分別為本發(fā)明實(shí)施例四提供的銅和鋼的添絲焊接方法應(yīng)用于焊接四通電磁換向閥中C管(S管或E管)焊接和D管焊接的生產(chǎn)原理圖。
[0029]圖8所示為本發(fā)明實(shí)施例五提供的銅和鋼添絲焊接方法應(yīng)用于焊接截止閥配管焊接的生產(chǎn)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在焊接銅和鋼兩種材料時(shí)，由于兩種材料的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性不同，很難實(shí)現(xiàn)兩種金屬同時(shí)熔化。且采用傳統(tǒng)的焊接方法進(jìn)行焊接時(shí)，鎢針引弧傳導(dǎo)的熱量來(lái)進(jìn)行焊材熔化存在著很大波動(dòng)，對(duì)焊接質(zhì)量造成很大的影響。同時(shí)，鎢針產(chǎn)生的電弧同時(shí)引到銅材料和鋼材料的待焊接端以及焊材上，產(chǎn)生弧壓不穩(wěn)的問(wèn)題。
[0031]為此，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種銅和鋼添絲焊接方法及應(yīng)用。在焊接時(shí)，通過(guò)設(shè)置加熱部頂端的偏移距離來(lái)使得銅和鋼兩種金屬同時(shí)熔化進(jìn)而互熔形成熔池，再利用熔池來(lái)熔化焊材來(lái)解決現(xiàn)有異種金屬焊接所存在的問(wèn)題。具體的生產(chǎn)原理圖如圖2和圖3所示。圖2中銅材料I的待焊接端和鋼材料2的待焊接端對(duì)接后再進(jìn)行焊接。而圖3中銅材料I的待焊接端和鋼材料2的待焊接端套接后進(jìn)行焊接。即本發(fā)明提供的焊接方法既適用于對(duì)接焊接也適用于套接焊接。
[0032]為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0033]實(shí)施例一
[0034]于本實(shí)施例中，銅和鋼的添絲焊接方法用于壓縮機(jī)用儲(chǔ)液器進(jìn)氣管和出氣管的焊接，分別如圖4a和圖4b所示。兩者的區(qū)別在于，圖4a中銅材料I的待焊接端和鋼材料2的待焊接端是套接，而在4b中銅材料I的待焊接端和鋼材料2的待焊接端是對(duì)接。兩者的焊接方式相同，以下以圖4a中的生產(chǎn)原理圖為例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0035]在圖4a中，鋼材料2的待焊接端套設(shè)在銅材料I的待焊接端內(nèi)部形成焊接工件。偏移距離d為加熱部頂端至銅材料I的待焊接端端面的距離。供熱設(shè)備4的加熱部41在保護(hù)氣體的保護(hù)下加熱焊接工件。由于銅材料I的導(dǎo)熱率是鋼材料2的導(dǎo)熱率的6倍左右，為了使銅材料I的待焊接端和鋼材料2的待焊接端同時(shí)熔化，設(shè)置加熱部頂端向銅材料I所在的方向偏移，偏移距離d小于或等于1.5毫米。當(dāng)銅材料I的待焊接端和鋼材料2的待焊接端同步熔化進(jìn)而互熔形成熔池后，焊材5靠近熔池，熔池將焊材5熔化并形成焊縫3。
[0036]如圖1所示，當(dāng)偏移距離d設(shè)置在0.1毫米?1.5毫米間時(shí)，經(jīng)焊接后形成的焊縫3圓滑飽滿，且由于銅材料I的焊接端和鋼材料2的焊接端同步熔化后互熔，形成的互熔區(qū)無(wú)界限。焊接后，經(jīng)正反180度的抗折試驗(yàn)后，焊縫3無(wú)裂紋；經(jīng)抗扭