薄壁紫铜管半自动感应钎焊工艺研究开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.1背景

我国是人口大国近几年,随着人们生活水平的提高和产品的快速更新换代,我国的空调、冰箱的市场规模在“十五”和“十一五”期间有着巨大的增 长,虽然近些年来,增速放慢,但总体的规模已经达到世界第一。而紫铜管凭 借着优良的导热性能和耐腐蚀性能,被广泛的应用于制冷行业。虽然紫铜管的焊接技术越来越受到人们的关注。对它的工艺改进研究从来没有停止过,但是 紫铜管的焊接问题还存在着质量和缺陷问题,影响了它的普及。铜管的连接方 法有气保焊、电弧焊、TIG 焊、钎焊等。但由于铜管导热能力强,传统的焊接 方法如气保焊等会造成未焊透、变形、焊接应力等缺陷。而钎焊凭借着加热快、对母材影响小、效率高、成本低等优点 [4,5]可以很好的解决这些问题[1,2,3]。是焊接铜接头材料的有效方法,有着很大的前景。

1.2研究现状

目前,国内的紫铜管钎焊中普遍采用火焰钎焊技术。火焰钎焊的工艺主要 内容有:

(1)焊前要进行预热、清理表面杂质、油污等,然后立即开始钎焊,防止被迅速氧化[4]。 (2)在焊接过程中,最重要的工艺是对火焰温度的控制,这也是最大的难点,温度过高会导致焊接后出现裂纹,从而导致制冷管路出现泄漏、堵塞等 质量问题[5,6]。裂纹可能是由操作不当和铜管本身缺陷引起的[7];还有钎焊 气体、助焊剂、钎焊间隙、表面状态等都会影响钎焊的质量[5,6]。(3)在焊后,在接头降温时,要注意隔离空气,防止氧化[4]。

由此可见传统火焰钎焊工艺存在着工件易氧化,温度控制不均等缺陷,而 需要一种更加有效的方法,而感应钎焊技术具有绿色、高效和经济等优点,得到人们的关注。

在钎焊中,影响焊接质量的还有钎焊方式、钎料等。谢芳芳等人[8]在对热水器循环管道工艺改进时,分析了软钎焊和硬钎焊的工艺和成本,在满足温度条件下与硬钎焊比起来,软钎焊的成本更低。钎料的选择对钎焊接头也有着重要的影响。2015年,瞿智明等人[9]研究了不同含量Sn的Cu基钎料,对紫铜钎焊的影响。实验中铜板采用对接放置,在马弗炉中下进行钎焊,在不同温度下、不同Sn含量做多组对比实验,然后对接头进行拉伸测试,对结果进行分析后得出结论:适量的Sn含量可以提高焊接接头力学性能,但含量过高会导致接头性能下降,含量为6%时性能最好。

国外的cu-cu接头焊接研究还很少,大部分是从钎料方面来提升接头的性能。Ashutosh Sharma[10]等人比较铝- 11si - 20cu钎焊合金和其原位复合材料中La2O3含量,往铝-硅-铜基体中添加0.05 %的硬La2O3纳米颗粒,可以抑制大 IMCs和Si颗粒的生长。结果表明,与铝11si - 20cu合金相比,复合钎料的钎焊性能、显微硬度、接头剪切强度和伸长率均有显著提高。Jiasheng Z .等人[11]比较了CuP7.7Sn5.4Ni14Si0.2B0.03非晶钎料和传统钎料对接头强度的影响。

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