阅读说明：本技术 一种用于空气冷却器铜管的复合焊接方法 (Composite welding method for copper pipe of air cooler ) 是由 陈碧强 刘恒 谭祥懿 王飞 王方方 贺锡鹏 王理博 张寅� 于 2021-07-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于空气冷却器铜管的复合焊接方法,将铜直管和铜弯管采用插装配合,焊接前在铜直管插接位置的外管面上预涂一层钎料,然后插装进铜弯管中,装配固定好后通过小能量的焊接法在插接面的铜弯管外侧加热,当温度达到预涂钎料层的熔点后,钎料层熔化将铜直管和铜弯管焊接在一起。由于在铜直管表面预涂了一层能润湿铜的钎料层,钎料层可以为锡基钎料、锌基钎料或银基钎料,这样焊接过程就转变为铜和锡合金(锌合金或银合金)的焊接,采用普通的小能量焊接法,就能方便的实施焊接。本发明的复合焊接法操作简易,结合了钎焊和氩弧焊的优点,能方便地安装和更换空气冷却器的铜弯管,为反应堆的余热排除及安全运行提供保障。(The invention discloses a composite welding method for a copper pipe of an air cooler, which is characterized in that a copper straight pipe and a copper bent pipe are matched in an inserting manner, a layer of brazing filler metal is pre-coated on the outer pipe surface of the inserting position of the copper straight pipe before welding, then the copper straight pipe and the copper bent pipe are inserted into the copper bent pipe, the copper straight pipe and the copper bent pipe are heated outside the copper bent pipe of the inserting surface through a small-energy welding method after being assembled and fixed, and when the temperature reaches the melting point of a pre-coated brazing filler metal layer, the brazing filler metal layer is melted to weld the copper straight pipe and the copper bent pipe together. Because the surface of the copper straight pipe is precoated with a brazing filler metal layer capable of wetting copper, the brazing filler metal layer can be tin-based brazing filler metal, zinc-based brazing filler metal or silver-based brazing filler metal, the welding process is changed into the welding of copper and tin alloy (zinc alloy or silver alloy), and the common low-energy welding method is adopted, so that the welding can be conveniently implemented. The composite welding method of the invention is simple and easy to operate, combines the advantages of brazing and argon arc welding, can conveniently install and replace the copper bent pipe of the air cooler, and provides guarantee for residual heat removal and safe operation of the reactor.)

一种用于空气冷却器铜管的复合焊接方法

技术领域

本发明属于金属材料加工领域，特别涉及一种用于空气冷却器铜管的复合焊接方法。

背景技术

纯铜及铜合金因其具有良好的导电性、导热性、延展性、良好的焊接性及较好的冷、热加工性，被广泛用于电子、化工、船舶、能源动力、交通等工业领域中的水管道、供热换热设备、制冷制氧等设备的制造^[1-2]。由于铜及铜合金的熔点较高和极易发生氧化的特性，致使在焊接铜及铜合金时，常存在以下四个技术难点：(1)焊接温度高，易发生软化且形成较大的焊接应力及变形；(2)焊接接头热裂倾向大；(3)导热性良好易产生气孔、未焊透等缺陷，气孔主要是氢气孔；(4)焊接接头性能变化，晶粒粗化等。

目前，对于纯铜及铜合金的焊接，主要的焊接方法有气焊、钎焊、焊条电弧焊、氩弧焊、埋弧焊、电子束焊、等离子弧焊等。考虑到经济性的原因，广泛使用的焊接方法有气焊、手工电弧焊、钨极氩弧焊等。另外，由于空冷器铜管的安装空间有限，在进行钎焊工艺时，传统的火焰钎焊常使用氧乙炔燃烧的中性焰作为热源，焊接材料为银基钎料，但是铜弯管的尺寸较小，火焰钎焊时其加热面较大，容易造成铜管本身的力学性能下降。因此在选择热源时，应选择线能量较小且集中的加热源，钨极氩弧焊的氩气电弧比较适合作铜管的焊接热源。

参考文献

[1]季杰,马学智.铜及铜合金的焊接[J].焊接技术,1999，2：13-15.

[2]高振永.紫铜/黄铜焊接接头微观组织及力学性能研究[D].哈尔滨工业大学,2009.

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于空气冷却器铜管的复合焊接方法，可以实现铜及铜合金在中低温情况下的焊接，应用于铜管与铜管之间、铜管与铜合金管之间、铜合金管与铜合金管之间的焊接。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种用于空气冷却器铜管的复合焊接方法，包括：

将铜直管和铜弯管采用插装配合，焊接前在铜直管插接位置的外管面上预涂一层钎料，然后插装进铜弯管中，装配固定好后通过小能量的焊接法在插接面的铜弯管外侧加热，当温度达到预涂钎料层的熔点后，钎料层熔化将铜直管和铜弯管焊接在一起。

本发明进一步的改进在于，所述铜直管为铜及铜合金管状材料制成。

本发明进一步的改进在于，钎料的厚度大于铜直管和铜弯管插装配合后的间隙。

本发明进一步的改进在于，所述的钎料为锡基钎料、锌基钎料或银基钎料。

本发明进一步的改进在于，所述的小能量焊接方法为氩弧焊或脉冲氩弧焊。

本发明进一步的改进在于，小线能量输入的焊接温度能熔化锡基钎料的熔点低于300℃。

本发明进一步的改进在于，小线能量输入的焊接温度能熔化锌基钎料的熔点低于420℃。

本发明进一步的改进在于，小线能量输入的焊接温度能熔化银基钎料的熔点低于800℃。

本发明至少具有如下有益的技术效果：

本发明与现有的铜及铜合金的焊接技术相比，本发明在焊接前，在铜直管的外侧表面预涂了一层均匀、能润湿铜的钎料层，铜直管与铜弯管之间通过钎料层实现紧密结合，小能量焊接法能有效降了焊接面出现不平整、变形大等缺陷，降低了铜及铜合金的焊接温度，并能使基体铜管保持较高的机械性能。

附图说明

图1为在铜及铜合金直管外表面预涂一层钎料示意图。

图2为铜及铜合金插套结构示意图。

图3为一种用于空气冷却器铜管的复合焊接方法示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图3所示，本发明提供一种用于空气冷却器铜管的复合焊接方法，是将金属件铜直管1和金属件铜弯管3焊接在一起的方法，铜直管1和铜弯管3采用插装配合，焊接前在接触面铜直管1的外管面上预涂一层钎料2，然后插装进铜弯管3中，通过小能量的焊接法在插接面的外侧加热，当温度达到预涂钎料层的熔点后，钎料层熔化将铜直管和铜弯管焊接在一起。小线能量输入的焊接温度能熔化锡基钎料的熔点低于300℃，小线能量输入的焊接温度能熔化锌基钎料的熔点低于420℃，小线能量输入的焊接温度能熔化银基钎料的熔点低于800℃。

本发明所述的在铜直管外侧预涂的钎料层，钎料层可以为能润湿铜的锡基钎料、锌基钎料或银基钎料，钎料层的熔化范围属于中低温温度下焊接。该钎料层的厚度一般在0.01-0.15mm范围，钎料层的厚度需大于铜直管1和铜弯管3插装配合后的间隙0.01-0.02mm。

所述的小能量焊接方法，如氩弧焊、脉冲氩弧焊等，不需填丝，依靠电弧热使预涂钎料层熔化实施焊接。

实施例1：在铜直管的外侧表面预涂一层银基钎料，将铜直管与铜弯管插接配合后，采用不填丝的钨极氩弧在插接配合外表面加热，使银基钎料熔化实现铜直管与铜弯管的连接。

实施例2：在铜直管的外侧表面预涂一层锌基钎料，将铜直管与铜弯管插接配合后，采用不填丝的钨极氩弧在插接配合外表面加热，使银基钎料熔化实现铜直管与铜弯管的连接。

实施例3：在铜直管的外侧表面预涂一层锡基钎料，将铜直管与铜弯管插接配合后，采用不填丝的钨极氩弧在插接配合外表面加热，使银基钎料熔化实现铜直管与铜弯管的连接。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。