数码变容量多联机空调系统铜管钎焊注意事项

王海胜

（山西省第五建筑工程公司，山西 太原 030013）

1 前言

随着人们的生活渐趋现代化，能量消耗的增长趋势十分惊人。根据专家预测，按目前的消耗量，石油、天然气最多只能维持不到半个世纪，煤炭也只能维持一、二百年，人类的能源危机都日趋严重，能源问题变得越来越尖锐和突出，数码变容量多联机空调系统，可更好地实现节省资源、节约能源，将给国家、用户带来较大的利益，但数码变容量多联机空调系统铜管钎焊质量直接影响系统的节能效果，本文将从介绍钎焊的原理入手，论述但数码变容量多联机空调系统铜管钎焊的注意事项。

钎焊就是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。

2 钎焊的基本原理

钎焊时，钎焊接头的形成过程是：熔点比焊件金属低的钎料与焊件同时被加热到钎焊温度，在焊件不熔化的情况下，钎料和钎剂熔化并润湿钎焊接触面，依靠两者的扩散作用而形成新的合金，钎料在钎缝中冷却和结晶，形成钎焊接头。

显然，上述过程不是截然分开，而是交叉进行的。从分析钎焊整个过程可知，获得牢固钎焊接头的关键是：一方面是熔化的钎料能很好地流入接头间隙中去；另一方面是熔融的钎料流入接头间隙后能与焊件金属相互作用及随后冷却结晶，形成牢固的接头。

熔化钎料的填缝过程要使熔化的钎料能很好地流入间隙，就必须具备一定的条件，而润湿性和毛细管作用就是填缝的基本条件。

2.1 润湿性

钎焊时，液态钎料对母材浸润和附着的能力称为润湿性。

润湿性表示了液态钎料是否能够和固态焊件金属表面很好接触的性质。因此，要使熔化钎料能顺利地流入缝隙，首先必须使熔化钎料能沾附在固态金属表面。如果液态钎料在固态焊件金属表面呈球状，好像水珠在荷叶上一样滚来滚去，其湿润性就差，或不润湿。这就要求液态钎料本身具有较小的表面张力，同时，固态焊件金属的原子对液态钎料的原子作用力（即附着力）要大。也就是说，液态钎料必须具备良好的润湿性和铺展性（液态钎料在母材表面上流动展开的能力，通常以一定重量的钎料熔化后覆盖母材表面的面积来衡量）。一般来说钎料与焊件金属能相互形成固溶体或者化合物的润湿性就好；否则，其润湿性就差。

钎料和钎焊工件表面的氧化膜破坏润湿性的作用很大，因此焊前必须做好清理工作。钎焊时，要使用钎剂来去除氧化膜，并使钎焊在熔化的钎剂保护下进行，或者在保护气体或真空条件下进行钎焊，不使熔化钎料和焊件表面氧化，以影响钎焊的质量。

2.2 毛细管作用

我们把两根粗细不同的玻璃管插入液体中，液体会沿着玻璃管自动上升，直径越小的管子，液体上升的高度越高，这种现象称为毛细管作用。毛细管作用越强，熔化钎料的填缝能力越好。一般讲，钎料在固态金属上润湿性好的，毛细管作用也强。然而，间隙大小对毛细管作用影响也较大。较小的间隙，毛细管作用较强，填缝也充分。但并不是说间隙越小越好，因为钎焊时，焊件金属受热膨胀，如果间隙过小，反而使填缝困难。

从大量实践的经验发现，影响钎料润湿性的因素有下列几方面：

2.2.1 钎料和焊件金属成分的影响

钎料和焊件成分对润湿性影响很大。当液态钎料与焊件在液态或固态下均不发生作用时，则它们之间的润湿性很差。如果液态钎料能与焊件相互溶解或形成化合物，钎料便能够较好的润湿焊件。例如，银和铁互不作用，银在铁上的润湿性极差；银在1000℃时稍熔于镍（30%），所以银能润湿镍；而银在779℃时能溶解铜（约8%），故银在铜上的润湿性良好。又如铅与铜都互不作用，故铅在铜及钢上的润湿性是很差的。但在铅由加入能与及钢形成固溶体及化合物的锡后，钎料的润湿性得到改善，含锡量越高，润湿性就越好。因此，对于与焊件（母材）互不作用而润湿性差的钎料，可加入能与焊件形成共同相的第三物质，改善对焊件的润湿性。

2.2.2 钎焊温度的影响

钎焊温度升高，有助于提高钎料对焊件的润湿性。但是钎焊温度太高，钎料的润湿性太好，往往发生流散现象。更重要的是温度过高，钎料对焊件的熔蚀加重。所以必须合理地选择钎焊温度。

2.2.3 金属表面氧化物的影响

金属表面氧化物的存在，妨碍了钎料的原子与焊件直接接触，使液态钎料团聚成球状，形成不润湿现象。所以钎焊时，必须充分去除金属表面的氧化物。

3 数码变容量多联机空调系统铜管钎焊的工艺要求

3.1 装配间隙

钎焊间隙应适中。间隙过大或过小，都影响毛细管作用，而使钎缝强度降低，同时钎缝过大也使钎料消耗过多，同时减弱了钎焊的毛细管作用。

确认管与接头的间距是否合适的方法是，将接头套入管然后朝下一放，如果能靠摩擦力而不掉下则认为最合适的。

3.2 表面氧化物的清理

铜管表面氧化物的存在，妨碍了钎料的原子与焊件直接接触，使液态钎料团聚成球状，形成不润湿现象。所以系统铜管钎焊做好以下两点工作。

3.2.1 钎焊部的清洁

铜管接头应清洁光亮，无油污、无氧化层、无毛刺或凹凸以防止产生气孔或虚焊。采用锉刀和铰刀对管口进行处理，除去管口毛刺，清理时管口应侧向下，清理完应轻轻敲打管壁避免碎屑进入管道内部。焊口和焊条在正式焊接前应进行去油污处理，（采用丙酮或酒精溶剂擦洗）和去除氧化膜处理（采用无纺布或细砂纸轻擦）。

3.2.2 充氮保护

铜管焊接时需充入氮气进行保护焊接以防铜管被氧化。焊接时应保持焊接区域氮气微压（调节氮气瓶上的压力表使压力保持在3～5kg/cm2），让氮气定向充入正在钎焊的管道内。焊接完成应待铜管完全冷却后方可停止充入氮气。铜管的充气端使用接口配件连接，另一端可用铜管配套的塑料保护盖盖住，并用针扎几个小洞以起到节约氮气的作用并保证氮气在内部流动。

3.3 焊接火焰和温度要求

系统铜管钎焊温度过低，钎料对母材浸润和附着的润湿性不好，但温度过高焊件的熔蚀加重，破坏了毛细管作用，钎焊温度应比铜管的熔点温度低，控制在650～800℃之间。钎焊必须使用氧乙炔火焰或氧丙烷火焰进行钎焊。同时为保证钎焊的温度要求，用外焰进行加热时，火焰应呈中性或略带还原性。但应注意外焰温度超过800℃时管子容易变形或熔化穿孔；利用焰心加热时温度较低，管子容易变黑影响质量和美观；一般采用内焰（火焰呈黄白色）进行加热焊接。

3.4 铜管及管接头进行预热

将铜管插入接头中，稍微旋转以保证焊缝间隙均匀，点燃火焰对铜管接头处加热，预热时应让火焰沿管道环向均匀加热至铜管变成暗红色。在灯光下，铜管表面呈暗红色一旦离开火焰后呈黑色，再一次用火焰接触一下瞬问又变成粉红色。预热时火焰与铜管应尽量保持直角，对管与接头沿周围方向交互进行Z形预热。

3.5 钎焊操作

预热至铜管变成暗红色时，用钎料接触接头以判定接头处的温度。若钎料不熔化证明温度不足，需继续加热；若钎料迅速熔化表明温度已经达到钎焊要求可以开始焊接。继续加热以保持接头处的钎焊温度。

调整火焰方向使之朝向焊缝间隙，同时向接头缝隙处送入钎料，送料时使焊条和火焰呈45°角。利用接头的热量将钎料填入缝隙直至将钎缝填满，注意不得直接将火焰对准钎料使之熔化到钎缝内。

对于φ40mm以上大口径管道，因其周长较长不容易加热均匀，可使用两支焊枪同时加热使接头处的径向与长度方向受热均匀，使钎料均匀填满钎缝，以保证质量。

4 结语

采取有效的施工方法，从增强润湿性和毛细管作用入手，做好装配间隙控制、接头清理，采用正确的充氮保护方法，通过预热控制好焊接火焰和温度，才能保证数码变容量多联机空调系统铜管的钎焊质量。