管接頭高頻焊接研究

邢少康++陳德健

摘 要：本論文主要是通過對高頻焊接在不同焊接頻率（高頻焊接的溫度高低取決于電流頻率）下銅管與管接頭焊接的實驗，并在不同冷卻條件下取得實驗樣品；對相應(yīng)樣品進行解剖，在400倍焦距的顯微鏡下做金相組織的研究分析，得出高頻焊焊接質(zhì)量與焊接頻率、焊接時間和冷卻條件之間微妙的關(guān)系，從中取最優(yōu)高頻焊焊接工藝方案，固化成高頻焊焊接工藝作業(yè)指導(dǎo)書用于指導(dǎo)生產(chǎn)。結(jié)合研究結(jié)果，可以進一步規(guī)范管接頭高頻焊焊接工藝，減少甚至杜絕因高頻焊焊接工藝不良造成管接頭腐蝕泄漏，同時也鞏固前期推進高頻焊接工藝已達效率提升的目的。

關(guān)鍵詞：高頻焊 管接頭 工藝

中圖分類號：TG4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（b）-0090-05

1 測試方案

1.1 取樣

本次分析主要以管接頭GJT-B09為主，隨機抽樣來料管接頭20件，市場外退泄漏管接頭5件，按表1進行分組。

1.2 制樣

根據(jù)經(jīng)驗，目前高頻焊接功率在1000～1600 W之間進行取值，本試驗高頻焊接功率取值1050 W、1350 W、1400 W、1550 W，在此功率下焊接溫度控制在750℃～1100 ℃之間；焊接時間根據(jù)頻率進行調(diào)定；冷卻方式有水冷（在水中冷卻）、空冷（在空氣中冷卻）兩種。

具體實驗方式如表2所示。

按照表2進行焊接，根據(jù)焊接效果選取制樣，成品如圖1所示，將樣品進行區(qū)分，作相應(yīng)的保護，待金相分析。

1.3 測試方法

管接頭高頻焊焊接受力主要集中在橫截面、縱截面（以下稱橫面、縱面），將焊接好的管接頭用線割解剖研磨如圖1所示，分別在橫面、縱面上任意取3個點，用400×顯微鏡進行金相分析。

2 實驗結(jié)果

根據(jù)高頻焊焊接管接頭狀況，挑選2#、4#、6#、9#、11#、13#、14#樣品按照圖示位置切開，并研磨橫面、縱面，如圖2～10所示。

3 實驗分析

為得出最終的結(jié)論，將試驗所得的金相照片進行比對、分析，在管接頭未經(jīng)過任何加工的時候，其金相分布較為均勻，而且比例分布比較合理，見圖11。

與加工（焊接）過后的管接頭金相進行對比，當焊機功率增大的時候（焊接溫度提高、焊接時間減短），即：焊接過程中，焊接問題突然提高，部分金屬原子來不及擴散，使得原子與原子之間進行激烈碰撞，熔合為一體，導(dǎo)致管接頭內(nèi)部金相逐漸變得扁平化、細長化，各相均連接在一起；在1350 W的時候，金相可以看出，α相的數(shù)量明顯多于β相；到了1400 W時，各項均在增大，β相的增大幅度大于α相增大的幅度，比例趨于平衡；到1550 W之后，β相基本連成一片，且占的面積較大；如圖12所示。

3.1 水冷與空冷的比對

由圖13可見，直接水冷會導(dǎo)致大面積的β相出現(xiàn)，而且極不規(guī)則，主要是由于當材料處于高溫狀態(tài)的時候，內(nèi)部的金屬原子在移動，突然的冷卻，導(dǎo)致活動原子活動驟然停止，所以呈現(xiàn)出不規(guī)則的狀態(tài)，處于該狀態(tài)下的接頭內(nèi)部應(yīng)力較大，容易產(chǎn)生開裂、泄露等不良；而先空冷10 s再水冷，與放置空氣中冷卻至常溫的金相基本一致。

3.2 手工焊接與高頻焊接的對比

由圖14可見，手工焊接是傳統(tǒng)的焊接方法，而我司目前使用的是1350 W高頻焊接，由金相圖可見，手工焊接的金相較繁雜，主要是手工焊接的時候，接頭各個部位的受熱不一致，導(dǎo)致有些地方金相發(fā)生變化，某些地方保持原來的狀態(tài)；而高頻焊接出來的產(chǎn)品的金相基本一致，受熱較均勻，一致性較好。

4 實驗結(jié)論

（1）當溫度驟然溫度驟然升高的時候，內(nèi)部金相均變大，溫度越高β相的增大幅度大于α相增大的幅度。

（2）焊接完后直接水冷會導(dǎo)致內(nèi)部的金相極不規(guī)則，且內(nèi)部應(yīng)力較大，易產(chǎn)生開裂、泄露等的不良顯現(xiàn)，后面一種情況內(nèi)部金相相對較規(guī)則。日本東芝專家對日本東芝泄露的管接頭進行分析，也得出相應(yīng)的結(jié)論。

由此可見，在控制好高頻焊焊接工藝的前提下，推廣高頻焊焊接工藝不單可以提高生產(chǎn)效率，而且可以保證焊接一致性，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

5 整改措施

綜合考慮產(chǎn)品的質(zhì)量、一致性及效率方面的問題，目前仍需要使用高頻焊接，但必須將高頻焊接方法變成可控的焊接方法，在一些關(guān)鍵的參數(shù)上必須作出規(guī)定，及部分檢測手段也應(yīng)該相應(yīng)的提高，具體方案如下：

（1）全面分析現(xiàn)有高頻焊焊機的特性，規(guī)范設(shè)置合理的焊接電流、焊接時間。

（2）完善高頻焊焊接工藝作業(yè)指導(dǎo)書，強調(diào)焊接要點和冷卻時間規(guī)范。

（3）編制管接頭高頻焊焊接工藝稽查表，不定期對高頻焊工藝紀律、焊接質(zhì)量進行稽查。

（4）管接頭來料檢增加金相組織檢測項目，指定管接頭棒料供應(yīng)商并連同來料日期標記在管接頭成品上。

6 結(jié)語

通過對管接頭高頻焊接的研究，找出影響焊接的相關(guān)因素和具體的解決方案，從而提高高頻焊接質(zhì)量和效率。本文主要通過實際方案分析，從焊接頻率、焊接時間和冷卻條件之間的聯(lián)系進行分析，將焊接工藝作業(yè)指導(dǎo)應(yīng)用在實際生產(chǎn)中，在實際中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，選擇最優(yōu)的高頻焊接工藝方法，為高頻焊接創(chuàng)造更多的有利的發(fā)展條件，提高高頻焊接工藝技術(shù)，這對于高頻焊接工藝的發(fā)展具有十分重要的意義。

參考文獻

[1] 祖國胤，王寧.復(fù)合釬焊鋁箔技術(shù)在汽車熱交換器生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].汽車工藝與材料，2003（12）：37-38.

[2] 吳學(xué)禮，賴明道.焊接過程主要工藝參數(shù)的微機實時監(jiān)測[J].焊管，1990，13（4）：1-6.

[3] 黃毅.直縫焊管紅外光導(dǎo)智能測溫系統(tǒng)研究[J].焊管，1991，14（2）：3-9.endprint

摘 要：本論文主要是通過對高頻焊接在不同焊接頻率（高頻焊接的溫度高低取決于電流頻率）下銅管與管接頭焊接的實驗，并在不同冷卻條件下取得實驗樣品；對相應(yīng)樣品進行解剖，在400倍焦距的顯微鏡下做金相組織的研究分析，得出高頻焊焊接質(zhì)量與焊接頻率、焊接時間和冷卻條件之間微妙的關(guān)系，從中取最優(yōu)高頻焊焊接工藝方案，固化成高頻焊焊接工藝作業(yè)指導(dǎo)書用于指導(dǎo)生產(chǎn)。結(jié)合研究結(jié)果，可以進一步規(guī)范管接頭高頻焊焊接工藝，減少甚至杜絕因高頻焊焊接工藝不良造成管接頭腐蝕泄漏，同時也鞏固前期推進高頻焊接工藝已達效率提升的目的。

關(guān)鍵詞：高頻焊 管接頭 工藝

中圖分類號：TG4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（b）-0090-05

1 測試方案

1.1 取樣

本次分析主要以管接頭GJT-B09為主，隨機抽樣來料管接頭20件，市場外退泄漏管接頭5件，按表1進行分組。

1.2 制樣

根據(jù)經(jīng)驗，目前高頻焊接功率在1000～1600 W之間進行取值，本試驗高頻焊接功率取值1050 W、1350 W、1400 W、1550 W，在此功率下焊接溫度控制在750℃～1100 ℃之間；焊接時間根據(jù)頻率進行調(diào)定；冷卻方式有水冷（在水中冷卻）、空冷（在空氣中冷卻）兩種。

具體實驗方式如表2所示。

按照表2進行焊接，根據(jù)焊接效果選取制樣，成品如圖1所示，將樣品進行區(qū)分，作相應(yīng)的保護，待金相分析。

1.3 測試方法

管接頭高頻焊焊接受力主要集中在橫截面、縱截面（以下稱橫面、縱面），將焊接好的管接頭用線割解剖研磨如圖1所示，分別在橫面、縱面上任意取3個點，用400×顯微鏡進行金相分析。

2 實驗結(jié)果

根據(jù)高頻焊焊接管接頭狀況，挑選2#、4#、6#、9#、11#、13#、14#樣品按照圖示位置切開，并研磨橫面、縱面，如圖2～10所示。

3 實驗分析

為得出最終的結(jié)論，將試驗所得的金相照片進行比對、分析，在管接頭未經(jīng)過任何加工的時候，其金相分布較為均勻，而且比例分布比較合理，見圖11。

與加工（焊接）過后的管接頭金相進行對比，當焊機功率增大的時候（焊接溫度提高、焊接時間減短），即：焊接過程中，焊接問題突然提高，部分金屬原子來不及擴散，使得原子與原子之間進行激烈碰撞，熔合為一體，導(dǎo)致管接頭內(nèi)部金相逐漸變得扁平化、細長化，各相均連接在一起；在1350 W的時候，金相可以看出，α相的數(shù)量明顯多于β相；到了1400 W時，各項均在增大，β相的增大幅度大于α相增大的幅度，比例趨于平衡；到1550 W之后，β相基本連成一片，且占的面積較大；如圖12所示。

3.1 水冷與空冷的比對

由圖13可見，直接水冷會導(dǎo)致大面積的β相出現(xiàn)，而且極不規(guī)則，主要是由于當材料處于高溫狀態(tài)的時候，內(nèi)部的金屬原子在移動，突然的冷卻，導(dǎo)致活動原子活動驟然停止，所以呈現(xiàn)出不規(guī)則的狀態(tài)，處于該狀態(tài)下的接頭內(nèi)部應(yīng)力較大，容易產(chǎn)生開裂、泄露等不良；而先空冷10 s再水冷，與放置空氣中冷卻至常溫的金相基本一致。

3.2 手工焊接與高頻焊接的對比

由圖14可見，手工焊接是傳統(tǒng)的焊接方法，而我司目前使用的是1350 W高頻焊接，由金相圖可見，手工焊接的金相較繁雜，主要是手工焊接的時候，接頭各個部位的受熱不一致，導(dǎo)致有些地方金相發(fā)生變化，某些地方保持原來的狀態(tài)；而高頻焊接出來的產(chǎn)品的金相基本一致，受熱較均勻，一致性較好。

4 實驗結(jié)論

（1）當溫度驟然溫度驟然升高的時候，內(nèi)部金相均變大，溫度越高β相的增大幅度大于α相增大的幅度。

（2）焊接完后直接水冷會導(dǎo)致內(nèi)部的金相極不規(guī)則，且內(nèi)部應(yīng)力較大，易產(chǎn)生開裂、泄露等的不良顯現(xiàn)，后面一種情況內(nèi)部金相相對較規(guī)則。日本東芝專家對日本東芝泄露的管接頭進行分析，也得出相應(yīng)的結(jié)論。

由此可見，在控制好高頻焊焊接工藝的前提下，推廣高頻焊焊接工藝不單可以提高生產(chǎn)效率，而且可以保證焊接一致性，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

5 整改措施

綜合考慮產(chǎn)品的質(zhì)量、一致性及效率方面的問題，目前仍需要使用高頻焊接，但必須將高頻焊接方法變成可控的焊接方法，在一些關(guān)鍵的參數(shù)上必須作出規(guī)定，及部分檢測手段也應(yīng)該相應(yīng)的提高，具體方案如下：

（1）全面分析現(xiàn)有高頻焊焊機的特性，規(guī)范設(shè)置合理的焊接電流、焊接時間。

（2）完善高頻焊焊接工藝作業(yè)指導(dǎo)書，強調(diào)焊接要點和冷卻時間規(guī)范。

（3）編制管接頭高頻焊焊接工藝稽查表，不定期對高頻焊工藝紀律、焊接質(zhì)量進行稽查。

（4）管接頭來料檢增加金相組織檢測項目，指定管接頭棒料供應(yīng)商并連同來料日期標記在管接頭成品上。

6 結(jié)語

通過對管接頭高頻焊接的研究，找出影響焊接的相關(guān)因素和具體的解決方案，從而提高高頻焊接質(zhì)量和效率。本文主要通過實際方案分析，從焊接頻率、焊接時間和冷卻條件之間的聯(lián)系進行分析，將焊接工藝作業(yè)指導(dǎo)應(yīng)用在實際生產(chǎn)中，在實際中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，選擇最優(yōu)的高頻焊接工藝方法，為高頻焊接創(chuàng)造更多的有利的發(fā)展條件，提高高頻焊接工藝技術(shù)，這對于高頻焊接工藝的發(fā)展具有十分重要的意義。

參考文獻

[1] 祖國胤，王寧.復(fù)合釬焊鋁箔技術(shù)在汽車熱交換器生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].汽車工藝與材料，2003（12）：37-38.

[2] 吳學(xué)禮，賴明道.焊接過程主要工藝參數(shù)的微機實時監(jiān)測[J].焊管，1990，13（4）：1-6.

[3] 黃毅.直縫焊管紅外光導(dǎo)智能測溫系統(tǒng)研究[J].焊管，1991，14（2）：3-9.endprint

摘 要：本論文主要是通過對高頻焊接在不同焊接頻率（高頻焊接的溫度高低取決于電流頻率）下銅管與管接頭焊接的實驗，并在不同冷卻條件下取得實驗樣品；對相應(yīng)樣品進行解剖，在400倍焦距的顯微鏡下做金相組織的研究分析，得出高頻焊焊接質(zhì)量與焊接頻率、焊接時間和冷卻條件之間微妙的關(guān)系，從中取最優(yōu)高頻焊焊接工藝方案，固化成高頻焊焊接工藝作業(yè)指導(dǎo)書用于指導(dǎo)生產(chǎn)。結(jié)合研究結(jié)果，可以進一步規(guī)范管接頭高頻焊焊接工藝，減少甚至杜絕因高頻焊焊接工藝不良造成管接頭腐蝕泄漏，同時也鞏固前期推進高頻焊接工藝已達效率提升的目的。

關(guān)鍵詞：高頻焊 管接頭 工藝

中圖分類號：TG4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（b）-0090-05

1 測試方案

1.1 取樣

本次分析主要以管接頭GJT-B09為主，隨機抽樣來料管接頭20件，市場外退泄漏管接頭5件，按表1進行分組。

1.2 制樣

根據(jù)經(jīng)驗，目前高頻焊接功率在1000～1600 W之間進行取值，本試驗高頻焊接功率取值1050 W、1350 W、1400 W、1550 W，在此功率下焊接溫度控制在750℃～1100 ℃之間；焊接時間根據(jù)頻率進行調(diào)定；冷卻方式有水冷（在水中冷卻）、空冷（在空氣中冷卻）兩種。

具體實驗方式如表2所示。

按照表2進行焊接，根據(jù)焊接效果選取制樣，成品如圖1所示，將樣品進行區(qū)分，作相應(yīng)的保護，待金相分析。

1.3 測試方法

管接頭高頻焊焊接受力主要集中在橫截面、縱截面（以下稱橫面、縱面），將焊接好的管接頭用線割解剖研磨如圖1所示，分別在橫面、縱面上任意取3個點，用400×顯微鏡進行金相分析。

2 實驗結(jié)果

根據(jù)高頻焊焊接管接頭狀況，挑選2#、4#、6#、9#、11#、13#、14#樣品按照圖示位置切開，并研磨橫面、縱面，如圖2～10所示。

3 實驗分析

為得出最終的結(jié)論，將試驗所得的金相照片進行比對、分析，在管接頭未經(jīng)過任何加工的時候，其金相分布較為均勻，而且比例分布比較合理，見圖11。

與加工（焊接）過后的管接頭金相進行對比，當焊機功率增大的時候（焊接溫度提高、焊接時間減短），即：焊接過程中，焊接問題突然提高，部分金屬原子來不及擴散，使得原子與原子之間進行激烈碰撞，熔合為一體，導(dǎo)致管接頭內(nèi)部金相逐漸變得扁平化、細長化，各相均連接在一起；在1350 W的時候，金相可以看出，α相的數(shù)量明顯多于β相；到了1400 W時，各項均在增大，β相的增大幅度大于α相增大的幅度，比例趨于平衡；到1550 W之后，β相基本連成一片，且占的面積較大；如圖12所示。

3.1 水冷與空冷的比對

由圖13可見，直接水冷會導(dǎo)致大面積的β相出現(xiàn)，而且極不規(guī)則，主要是由于當材料處于高溫狀態(tài)的時候，內(nèi)部的金屬原子在移動，突然的冷卻，導(dǎo)致活動原子活動驟然停止，所以呈現(xiàn)出不規(guī)則的狀態(tài)，處于該狀態(tài)下的接頭內(nèi)部應(yīng)力較大，容易產(chǎn)生開裂、泄露等不良；而先空冷10 s再水冷，與放置空氣中冷卻至常溫的金相基本一致。

3.2 手工焊接與高頻焊接的對比

由圖14可見，手工焊接是傳統(tǒng)的焊接方法，而我司目前使用的是1350 W高頻焊接，由金相圖可見，手工焊接的金相較繁雜，主要是手工焊接的時候，接頭各個部位的受熱不一致，導(dǎo)致有些地方金相發(fā)生變化，某些地方保持原來的狀態(tài)；而高頻焊接出來的產(chǎn)品的金相基本一致，受熱較均勻，一致性較好。

4 實驗結(jié)論

（1）當溫度驟然溫度驟然升高的時候，內(nèi)部金相均變大，溫度越高β相的增大幅度大于α相增大的幅度。

（2）焊接完后直接水冷會導(dǎo)致內(nèi)部的金相極不規(guī)則，且內(nèi)部應(yīng)力較大，易產(chǎn)生開裂、泄露等的不良顯現(xiàn)，后面一種情況內(nèi)部金相相對較規(guī)則。日本東芝專家對日本東芝泄露的管接頭進行分析，也得出相應(yīng)的結(jié)論。

由此可見，在控制好高頻焊焊接工藝的前提下，推廣高頻焊焊接工藝不單可以提高生產(chǎn)效率，而且可以保證焊接一致性，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

5 整改措施

綜合考慮產(chǎn)品的質(zhì)量、一致性及效率方面的問題，目前仍需要使用高頻焊接，但必須將高頻焊接方法變成可控的焊接方法，在一些關(guān)鍵的參數(shù)上必須作出規(guī)定，及部分檢測手段也應(yīng)該相應(yīng)的提高，具體方案如下：

（1）全面分析現(xiàn)有高頻焊焊機的特性，規(guī)范設(shè)置合理的焊接電流、焊接時間。

（2）完善高頻焊焊接工藝作業(yè)指導(dǎo)書，強調(diào)焊接要點和冷卻時間規(guī)范。

（3）編制管接頭高頻焊焊接工藝稽查表，不定期對高頻焊工藝紀律、焊接質(zhì)量進行稽查。

（4）管接頭來料檢增加金相組織檢測項目，指定管接頭棒料供應(yīng)商并連同來料日期標記在管接頭成品上。

6 結(jié)語

通過對管接頭高頻焊接的研究，找出影響焊接的相關(guān)因素和具體的解決方案，從而提高高頻焊接質(zhì)量和效率。本文主要通過實際方案分析，從焊接頻率、焊接時間和冷卻條件之間的聯(lián)系進行分析，將焊接工藝作業(yè)指導(dǎo)應(yīng)用在實際生產(chǎn)中，在實際中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，選擇最優(yōu)的高頻焊接工藝方法，為高頻焊接創(chuàng)造更多的有利的發(fā)展條件，提高高頻焊接工藝技術(shù)，這對于高頻焊接工藝的發(fā)展具有十分重要的意義。

參考文獻

[1] 祖國胤，王寧.復(fù)合釬焊鋁箔技術(shù)在汽車熱交換器生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].汽車工藝與材料，2003（12）：37-38.

[2] 吳學(xué)禮，賴明道.焊接過程主要工藝參數(shù)的微機實時監(jiān)測[J].焊管，1990，13（4）：1-6.

[3] 黃毅.直縫焊管紅外光導(dǎo)智能測溫系統(tǒng)研究[J].焊管，1991，14（2）：3-9.endprint