【doc】空调与制冷用高频焊接内螺纹缺陷铜管的微观特性

【doc】空调与制冷用高频焊接内螺纹缺陷铜管的微观特性 空调与制冷用高频焊接内螺纹缺陷铜管的 微观特性 l8.试验与研究.焊接技术第38卷第2期2009年2月 文章编号:1O02一O25Xf2OO9)02一OO18一O3 空调与制冷用高频焊接内螺纹缺陷铜管的微观特性 胡瑞玲,冯必容,刘景平. (1.湖北汽车工业学院材料 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 系焊接教研室,湖北十堰442002;2.东风汽车有限公 司销售部,湖北十堰442002 3.广东大华仁盛科技有限公司,广东广州510540) 摘要:通过对空调与制冷用高频焊接内螺纹铜管的焊缝微观组织特性进行大量研 究,找出了焊管质量问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的存在方式与造成这种质量 问题的根本原因,提出了改进 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 并加以实现,最终解决了生产中存在的问题,使 产品质量得到了稳定. 关键词:高频焊接;内螺纹铜管;微观特性 中图分类号:TG457文献标志码:B 空调与制冷用的内螺纹管使用的是薄壁小直径铜 管,焊接难度大,技术要求高,国内批量生产才刚起 步,许多关键技术还难以掌握.本文对高频焊接内螺 纹铜管的生产技术与存在质量问题的内螺纹铜管焊缝 微观组织做了较为深入的研究. 国内某公司在设备运行2个月后.产品出现了严 重的质量问题,其中最主要的问题是: (1)焊缝有微小的渗漏点; (2)在生产空调两器时,焊缝接头因胀扩出现开裂. 质量问题只是焊缝缺陷微观特性的外部表现,通 过对焊缝微观特性的研究,如果能找出微观特性存在 的一些规律性的特征,并进一步找出这些缺陷和造成 这些缺陷的原因,就可以找到解决这些质量问题的方 法_1,2].笔者对存在质量问题产品的焊缝进行了微观 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ,研究其规律,并进一步研究造成这些焊接缺 陷的原因与解决方法,同时对 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 改进后的焊管焊缝 的微观形态与特征进行了研究. 1内螺纹铜管焊缝接头缺陷 1.1缺陷焊缝的微观组织特性 从图1的金相组织照片可看出: (1)图1中焊缝全部采用FeCl溶液腐蚀,高频焊 接的正常焊缝结构的形状应呈"沙漏"状[3,而试验 焊缝金相照片中焊缝的"沙漏"形状很不明显或没有. 且焊缝金属流向较混乱,很不流畅.这说明焊接过程中 收稿日期:20O8一O9—24 基金项目:广州市科技局基金资助项目(2oo4z1一Do021) 熔化金属可能未被完全挤出或固相金属联接不很紧密. 1焊缝100× 2焊缝100× 1焊缝2o0× 2焊缝20o× 3焊缝1oo×3焊缝2oo 图1存在质量问题内螺纹管焊缝金相照片 (2)3个样件焊缝区金相照片显示:两边的金属 流向不对称,且金属流线纤维状不明显,如图中箭头 所示.1样件中,左边高,右边低且直,并没有平滑 的金属流线;2样件左边金属向上直线流动.而右边 焊缝金属大量向下弯曲:3样件左边焊缝金属大量向 下弯曲,而右边金属则呈向上的直线流向.结合焊 接,挤压过程和3个样件的金相照片可以说明.焊管 些垒 管胚边缘的对接不平整,可能出现了错边现象. (3)图2为存在问题的焊缝与母材晶粒度比较图, 焊缝与母材均经FeCl溶液腐蚀.由图2可知,焊缝金 属的晶粒尺寸与母材晶粒尺寸相差不大,这说明焊缝 金属不是真正的锻造组织.由于高频焊接是一种固相 联接,待焊边缘在高频电流的作用下熔化,在迅速通 过挤压轮时,熔化金属被挤出而实现焊缝金属的固相 联接.在焊接过程中,由于受到非常大的挤压力作用, 焊缝金属晶粒被细化,形成细密的锻造组织. ? 试验与研究?19 的晶粒度与母材的晶粒度相差很小,仅仅相差一个级 别,说明这种管件的焊缝组织并不是真正的锻造组织, 所以,焊缝的强度受到很大的影响. l-3内螺纹铜管缺陷及其产生原因分析 1.3.1缺陷分析 根据以上对内螺纹铜管的1,3样品的微观组织 分析可以看出,此次高频焊接内螺纹管的缺陷在于: 焊管v形角两待焊边错位;待焊边熔化量不够,造 成塑焊(冷焊). 1-3_2原因分析 对焊缝成形过程分析可知,造成焊接边错位的原 因主要是焊管成形过程中成形轮存在高度差或挤压轮 两边存在高度差. 造成塑焊或冷焊的主要原因是焊缝金属熔化量太少 或挤压力不足,而造成这些问题的可能是:焊接电流密度 过低,焊接速度过快,焊接电流频率太低等,而造成电流 密度过低的原因可能是焊接电流太小或焊管壁厚过大. 根据以上分析,必须对产生内螺纹管焊接质量问 题的一段时间内工艺参数的变化和相关影响因素的变 化进行研究,从而找出原因并解决焊接质量问题. 在研究分析中,首先排除了因设备故障问题造成 焊接质量问题的可能性,因为设备使用时间短,而且 在使用中未发现设备自诊断系统报警等问题.在产生 焊缝质量问题的一段时间里,焊接电流和焊接速度都 是严格按照操作规程操作的,没有超出焊接工艺参数 的规定.而焊接电流的频率是焊接电源固定不变的一 个参数.所以,不是因为电参数造成的质量问题.通 过上述分析可以初步判定,造成这次内螺纹管焊接质 量问题的原因应该是设备的调整和操作不当. 图2存在问题的焊缝与母材的晶粒度比较 1.2晶粒度研究 正常的高频焊缝的晶粒度要比母材晶粒度小得多, 所以,检验焊缝的晶粒度也能较好地检验焊缝的性能. 为了使试验更准确,本次晶粒度试验采用弦计算法嘲进 行测定,测量结果见表1. 表1内螺纹焊管母材与存在问题的焊缝的晶粒度 计算的晶粒直径,mm晶粒度级别 样品 焊缝母材焊缝母材 1O.0250.O5385 2O.O450.O5565 3O.O250.04586 平均0.O317O.O516,75,6 从金相照片和表1测量的结果都可以看出,焊缝 2造成内螺纹铜管焊缝缺陷的原因与工艺改进 由于造成内螺纹管焊接质量问题的原因是设备调 整和操作的问题,因此,必须对生产线的调整与操作 进行改进. 焊管成形轮的高度差是非常容易解决的问题,重 新用千分表及轧辊龙门上的刻度尺可以基本确定高度 位置.然后依照成形辊的调整方法用标准塞尺确定各 轧辊或成形轮的间隙,基本可以保证辊轮的高度一 致:挤压轮高度差的调整相对较复杂,调整挤压轮两 20?试验与研究?焊接技术第38卷第2期2009年2月 边的上下高度和间隙大小,可以通过挤压轮安装架上 的刻度表和千分表确定. 产生焊缝缺陷的另外一个非常重要的原因就是, 待焊边母材厚度的增加而造成电流密度的下降,使待 焊边加热量,熔化金属量太少,形成塑焊或冷焊.在 内螺纹铜管焊接中能够改变材料厚度的只有压纹工 序,在压纹工序中,为了使铜带上的纹路压制得更深 (齿高更高),首先应将铜带的两边压紧,压纹深度与 压纹辊的间隙有密切的关系,压纹辊的间隙小,压纹 深度大,底壁厚度小,齿高大;反之,压纹辊间隙 大,压纹深度浅,底壁厚度大,齿高小.按照标准要 求,材料厚度为0.50mm,底壁厚度应为0.29,0.32 mm,则齿高应为0.21,0.18mm.为了保证焊接质量 和焊缝的高度不高于齿顶高度,带料待焊边厚度略高 于底壁厚度的3%5%,即应改为0.3050-33mm. 分析中发现材料焊接边厚度实际达到了0.35, 0.36mm,已经超出正常范围10%,20%.因焊接所需 的加热总功率与待焊接边的厚度成正比,焊接边厚度 增加,所需的焊接功率和焊接电流应相应增加. 3改进后焊缝的微观特性的验证与研究 为了验证改进后的焊接质量效果.对改进后焊缝 的微观组织进行金相分析(全部采用Fe,Cl溶液腐 蚀),如图3所示. 1焊缝1o0× z#焊缝l0ox 1焊缝250× 焊缝25O× 3焊缝10o×3焊缝250× 图3改进后的焊缝金相照片 由焊缝的金相组织照片可以看出,高频焊接工艺 调整和改进后,焊缝的微观组织明显趋于正常: (1)焊缝区呈规则的"沙漏"状,焊缝金属沿焊 接边朝母材两边流动呈纤维状: (2)焊缝金属的晶粒细小,明显小于母材,且与 母材金属有较明显的分界线,具体数值见表2.从晶 粒度测试结果可以看出,焊缝的晶粒度比母材的晶粒 度小得多,而且晶粒度均匀,是理想的焊缝组织. 表2改进后的焊缝与母材晶粒度测试结果 计算晶粒直径/mm晶粒度 序号 焊缝母材焊缝母材 lO.oOl65O.O426l1,l26 2O.o072O.O388116,7 3O.00540.O404126,7 平均0.oo640.04O611—126,7 这些明显的特征,可以证明焊缝的缺陷已基本 消除. 4结论 对高频焊接后内螺纹铜管可能存在的缺陷及其 微观特性进行了较为详细的研究.从中找出了焊缝 存在质量问题的类型和产生的原因,其主要原因是 焊接边的错位和焊接边厚度增加,使电流密度相对 减小,导致焊缝形成"塑焊".改进焊接工艺和操作 后,通过对新的焊缝微观特性的研究,表明焊缝的 质量已经符合要求. 参考文献: [1]杨效勇,樊道兴,郑志新.高频焊管的焊缝质量研究[J].钢管, 1990,27(5):44—46. [2]庚英桂.普碳钢直缝焊管金相组织分析[J].轧钢,1998,12(2): 24—26. [3]黄友阳.高频焊管金属流线的形成形态与分析[J].钢管,2O00, 37(6):31—36. [4]吴风梧.国外高频直缝焊管生产[M].北京:冶金工业出版社.1985. [5]美国焊接学会编.焊接手册[M].清华大学焊接教研组译.北京: 机械工业出版社.1986. [6]洛阳铜加工厂中心试验组.铜及铜合金金相图谱[M].北京:冶金 工业出版社.1983. 作者简介:胡瑞玲(1971一),湖南I临武人,硕士,湖北汽车工业学院 教师,主要从事焊接工艺及设备的教学与研究工作.