數(shù)碼變?nèi)萘慷嗦?lián)機空調(diào)系統(tǒng)銅管釬焊注意事項

王海勝

（山西省第五建筑工程公司，山西 太原 030013）

1 前言

隨著人們的生活漸趨現(xiàn)代化，能量消耗的增長趨勢十分驚人。根據(jù)專家預(yù)測，按目前的消耗量，石油、天然氣最多只能維持不到半個世紀(jì)，煤炭也只能維持一、二百年，人類的能源危機都日趨嚴(yán)重，能源問題變得越來越尖銳和突出，數(shù)碼變?nèi)萘慷嗦?lián)機空調(diào)系統(tǒng)，可更好地實現(xiàn)節(jié)省資源、節(jié)約能源，將給國家、用戶帶來較大的利益，但數(shù)碼變?nèi)萘慷嗦?lián)機空調(diào)系統(tǒng)銅管釬焊質(zhì)量直接影響系統(tǒng)的節(jié)能效果，本文將從介紹釬焊的原理入手，論述但數(shù)碼變?nèi)萘慷嗦?lián)機空調(diào)系統(tǒng)銅管釬焊的注意事項。

釬焊就是采用比母材熔點低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點，低于母材熔化溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴散實現(xiàn)連接焊件的方法。

2 釬焊的基本原理

釬焊時，釬焊接頭的形成過程是：熔點比焊件金屬低的釬料與焊件同時被加熱到釬焊溫度，在焊件不熔化的情況下，釬料和釬劑熔化并潤濕釬焊接觸面，依靠兩者的擴散作用而形成新的合金，釬料在釬縫中冷卻和結(jié)晶，形成釬焊接頭。

顯然，上述過程不是截然分開，而是交叉進行的。從分析釬焊整個過程可知，獲得牢固釬焊接頭的關(guān)鍵是：一方面是熔化的釬料能很好地流入接頭間隙中去；另一方面是熔融的釬料流入接頭間隙后能與焊件金屬相互作用及隨后冷卻結(jié)晶，形成牢固的接頭。

熔化釬料的填縫過程要使熔化的釬料能很好地流入間隙，就必須具備一定的條件，而潤濕性和毛細管作用就是填縫的基本條件。

2.1 潤濕性

釬焊時，液態(tài)釬料對母材浸潤和附著的能力稱為潤濕性。

潤濕性表示了液態(tài)釬料是否能夠和固態(tài)焊件金屬表面很好接觸的性質(zhì)。因此，要使熔化釬料能順利地流入縫隙，首先必須使熔化釬料能沾附在固態(tài)金屬表面。如果液態(tài)釬料在固態(tài)焊件金屬表面呈球狀，好像水珠在荷葉上一樣滾來滾去，其濕潤性就差，或不潤濕。這就要求液態(tài)釬料本身具有較小的表面張力，同時，固態(tài)焊件金屬的原子對液態(tài)釬料的原子作用力（即附著力）要大。也就是說，液態(tài)釬料必須具備良好的潤濕性和鋪展性（液態(tài)釬料在母材表面上流動展開的能力，通常以一定重量的釬料熔化后覆蓋母材表面的面積來衡量）。一般來說釬料與焊件金屬能相互形成固溶體或者化合物的潤濕性就好；否則，其潤濕性就差。

釬料和釬焊工件表面的氧化膜破壞潤濕性的作用很大，因此焊前必須做好清理工作。釬焊時，要使用釬劑來去除氧化膜，并使釬焊在熔化的釬劑保護下進行，或者在保護氣體或真空條件下進行釬焊，不使熔化釬料和焊件表面氧化，以影響釬焊的質(zhì)量。

2.2 毛細管作用

我們把兩根粗細不同的玻璃管插入液體中，液體會沿著玻璃管自動上升，直徑越小的管子，液體上升的高度越高，這種現(xiàn)象稱為毛細管作用。毛細管作用越強，熔化釬料的填縫能力越好。一般講，釬料在固態(tài)金屬上潤濕性好的，毛細管作用也強。然而，間隙大小對毛細管作用影響也較大。較小的間隙，毛細管作用較強，填縫也充分。但并不是說間隙越小越好，因為釬焊時，焊件金屬受熱膨脹，如果間隙過小，反而使填縫困難。

從大量實踐的經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，影響釬料潤濕性的因素有下列幾方面：

2.2.1 釬料和焊件金屬成分的影響

釬料和焊件成分對潤濕性影響很大。當(dāng)液態(tài)釬料與焊件在液態(tài)或固態(tài)下均不發(fā)生作用時，則它們之間的潤濕性很差。如果液態(tài)釬料能與焊件相互溶解或形成化合物，釬料便能夠較好的潤濕焊件。例如，銀和鐵互不作用，銀在鐵上的潤濕性極差；銀在1000℃時稍熔于鎳（30%），所以銀能潤濕鎳；而銀在779℃時能溶解銅（約8%），故銀在銅上的潤濕性良好。又如鉛與銅都互不作用，故鉛在銅及鋼上的潤濕性是很差的。但在鉛由加入能與及鋼形成固溶體及化合物的錫后，釬料的潤濕性得到改善，含錫量越高，潤濕性就越好。因此，對于與焊件（母材）互不作用而潤濕性差的釬料，可加入能與焊件形成共同相的第三物質(zhì)，改善對焊件的潤濕性。

2.2.2 釬焊溫度的影響

釬焊溫度升高，有助于提高釬料對焊件的潤濕性。但是釬焊溫度太高，釬料的潤濕性太好，往往發(fā)生流散現(xiàn)象。更重要的是溫度過高，釬料對焊件的熔蝕加重。所以必須合理地選擇釬焊溫度。

2.2.3 金屬表面氧化物的影響

金屬表面氧化物的存在，妨礙了釬料的原子與焊件直接接觸，使液態(tài)釬料團聚成球狀，形成不潤濕現(xiàn)象。所以釬焊時，必須充分去除金屬表面的氧化物。

3 數(shù)碼變?nèi)萘慷嗦?lián)機空調(diào)系統(tǒng)銅管釬焊的工藝要求

3.1 裝配間隙

釬焊間隙應(yīng)適中。間隙過大或過小，都影響毛細管作用，而使釬縫強度降低，同時釬縫過大也使釬料消耗過多，同時減弱了釬焊的毛細管作用。

確認(rèn)管與接頭的間距是否合適的方法是，將接頭套入管然后朝下一放，如果能靠摩擦力而不掉下則認(rèn)為最合適的。

3.2 表面氧化物的清理

銅管表面氧化物的存在，妨礙了釬料的原子與焊件直接接觸，使液態(tài)釬料團聚成球狀，形成不潤濕現(xiàn)象。所以系統(tǒng)銅管釬焊做好以下兩點工作。

3.2.1 釬焊部的清潔

銅管接頭應(yīng)清潔光亮，無油污、無氧化層、無毛刺或凹凸以防止產(chǎn)生氣孔或虛焊。采用銼刀和鉸刀對管口進行處理，除去管口毛刺，清理時管口應(yīng)側(cè)向下，清理完應(yīng)輕輕敲打管壁避免碎屑進入管道內(nèi)部。焊口和焊條在正式焊接前應(yīng)進行去油污處理，（采用丙酮或酒精溶劑擦洗）和去除氧化膜處理（采用無紡布或細砂紙輕擦）。

3.2.2 充氮保護

銅管焊接時需充入氮氣進行保護焊接以防銅管被氧化。焊接時應(yīng)保持焊接區(qū)域氮氣微壓（調(diào)節(jié)氮氣瓶上的壓力表使壓力保持在3～5kg/cm2），讓氮氣定向充入正在釬焊的管道內(nèi)。焊接完成應(yīng)待銅管完全冷卻后方可停止充入氮氣。銅管的充氣端使用接口配件連接，另一端可用銅管配套的塑料保護蓋蓋住，并用針扎幾個小洞以起到節(jié)約氮氣的作用并保證氮氣在內(nèi)部流動。

3.3 焊接火焰和溫度要求

系統(tǒng)銅管釬焊溫度過低，釬料對母材浸潤和附著的潤濕性不好，但溫度過高焊件的熔蝕加重，破壞了毛細管作用，釬焊溫度應(yīng)比銅管的熔點溫度低，控制在650～800℃之間。釬焊必須使用氧乙炔火焰或氧丙烷火焰進行釬焊。同時為保證釬焊的溫度要求，用外焰進行加熱時，火焰應(yīng)呈中性或略帶還原性。但應(yīng)注意外焰溫度超過800℃時管子容易變形或熔化穿孔；利用焰心加熱時溫度較低，管子容易變黑影響質(zhì)量和美觀；一般采用內(nèi)焰（火焰呈黃白色）進行加熱焊接。

3.4 銅管及管接頭進行預(yù)熱

將銅管插入接頭中，稍微旋轉(zhuǎn)以保證焊縫間隙均勻，點燃火焰對銅管接頭處加熱，預(yù)熱時應(yīng)讓火焰沿管道環(huán)向均勻加熱至銅管變成暗紅色。在燈光下，銅管表面呈暗紅色一旦離開火焰后呈黑色，再一次用火焰接觸一下瞬問又變成粉紅色。預(yù)熱時火焰與銅管應(yīng)盡量保持直角，對管與接頭沿周圍方向交互進行Z形預(yù)熱。

3.5 釬焊操作

預(yù)熱至銅管變成暗紅色時，用釬料接觸接頭以判定接頭處的溫度。若釬料不熔化證明溫度不足，需繼續(xù)加熱；若釬料迅速熔化表明溫度已經(jīng)達到釬焊要求可以開始焊接。繼續(xù)加熱以保持接頭處的釬焊溫度。

調(diào)整火焰方向使之朝向焊縫間隙，同時向接頭縫隙處送入釬料，送料時使焊條和火焰呈45°角。利用接頭的熱量將釬料填入縫隙直至將釬縫填滿，注意不得直接將火焰對準(zhǔn)釬料使之熔化到釬縫內(nèi)。

對于φ40mm以上大口徑管道，因其周長較長不容易加熱均勻，可使用兩支焊槍同時加熱使接頭處的徑向與長度方向受熱均勻，使釬料均勻填滿釬縫，以保證質(zhì)量。

4 結(jié)語

采取有效的施工方法，從增強潤濕性和毛細管作用入手，做好裝配間隙控制、接頭清理，采用正確的充氮保護方法，通過預(yù)熱控制好焊接火焰和溫度，才能保證數(shù)碼變?nèi)萘慷嗦?lián)機空調(diào)系統(tǒng)銅管的釬焊質(zhì)量。