专利名称：铜弯头与铝u管构成的制冷管路及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种铜弯头与铝U管构成的制冷管路及其制备方法，尤其是涉及空调两器用的制冷管路，空调两器是空调蒸发器、空调冷凝器的简称。
背景技术：
空调两器是以翘片强化管外散热系数的表面散热器，广泛应用于以制冷剂为冷媒的制冷产品中。在运行过程中依靠空调两器管路内制冷剂气液态的相变过程吸收或散发热量，在循环管路系统中，制冷效果与制冷剂的数量有关，制冷剂过多或减少都会影响制冷效果，管路中因为工艺原因造成的渗漏将会减少制冷剂的数量，最终将会丧失制冷产品的制冷能力，管路系统渗漏是该类产品的致命缺陷。
在现有技术中，空调两器中的制冷管路均由铜管构成，生产中需要对数量众多的接头进行焊接，铜管由于最适合自动火焰钎焊，因而是空调两器管路的最佳选择。但铜管是贵重金属材料，大量使用铜管造成散热器成本高。而采用完全铝管结构，则面临着诸多技术难题，如铝管之间钎焊中就存在钎剂对管内的污染、钎剂残留物对铝管的腐蚀、焊接接头的致密性与焊缝脆性组织对强度的影响、工艺温度狭窄、难以实现规模生产等难以解决的问题。
将空调两器中的主要管路U管由铜管改为铝管，铜管使用量减少80％以上，可以大大降低材料成本。此时，空调两器的装配工艺基本不变，只要保证铜铝焊接的质量就可以保证空调两器的整体致密性不降低。
空调两器中的管路是由U管和弯头焊接构成，由于受空调两器结构限制，铜弯头的两端必须在同一时间与串接在其两端的两个铝U管管口焊接在一起，如果分两次先后顺序焊接铜弯头的两端，第一次焊接后刚性的铜弯头和受到翅片制约的铝U管都会产生永久性变形，第二次焊接将无法完成。即一个焊接过程必须同时完成两个焊点的焊接。现有技术无法实现这种焊接。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一段铜弯头与铝U管无铜铝共晶组织的焊缝，焊缝中铜铝之间形成化学键连接的制冷管路。本说明书所提及的铜铝共晶组织是指高温下铜铝金属化合物与铝形成的低熔点共晶合金。
本发明要解决的另一技术问题在于铜质弯头与铝U管之间直接进行异种金属材料焊接并采用插接式电阻焊接方法对铜弯头双点同时焊接。
对于本发明的铜弯头与铝U管构成的制冷管路，本发明是这样解决的铜弯头的焊接接头部位有直管状导向部和锥形焊接面，该导向部的外径稍小于铝管内径，铜弯头锥形焊接面与铝U管内壁之间形成直接的化学键连接，即形成一段无共晶组织的焊缝。
本发明提供了一种制造上述制冷管路的焊接方法，具体步骤如下向下第一步对铜管两端进行缩口处理，缩口后管端壁厚减薄，减薄30％以上为宜，然后对铜管进行对称精确弯曲加工成铜弯头；第二步用焊接设备将需要焊接的铜弯头和两根铝U管分别固定，用两组移动电极分别连接到铜弯头的两端，两组移动电极各自绝缘独立，相位相同，可同时工作，两个铝U管连接到固定电极板，固定电极板铝管的焊接位置上开有孔，孔内安装由具有良好的机械强度，高耐热性以及低传热效率的材料制成的镶嵌块，镶嵌块内腔形状与铝管外形相吻合；第三步顶推气缸将带有铜管的移动电极组推向铝管，同时通电对铜铝结合区进行电阻加热，铜管在顶推气缸的作用下不断向铝管内部移动，完成焊接。
本方法具有如下特点1、将已有的空调两器的U管材制由铜管改为铝管，弯头材质继续采用铜管，铜管与铝管之间采用插接式电阻焊接方法焊接；2、完成对一个铜弯头的两个端点同时进行焊接；3、利用铜铝两种材料在硬度上的差异，即利用铜管插入铝管时的高压作用，将铝管内表面的氧化物清理干净，从而避免使用任何助剂；4、在清理铝管氧化物的同时通电对结合区进行电阻加热，边加压边加热，铜管在这个过程中在顶推气缸的作用下不断向铝管内部移动，与普通电阻焊接方法不同，焊接过程铜铝之间工件位移距离可超过5mm，产生的铜铝共晶物边产生边被铜铝间的高压挤出，避免脆性组织对接头的影响；5、用具有良好的机械强度，高耐热性以及低传热效率的材料制成的镶嵌块可以增加电极材料的抗点蚀性能，高温性能，快速提高铝管加温速度。6、使用一个多位固定电极板而没有用分开的固定电极，其优势在于方便了固定电极的设计与加工，与其他空调两器焊接加工方法相比，本发明简化了原有工艺，既保证了质量，又能大大的降低材料成本。
如果将连接铝U管的固定电极板改为多位长条电极板，多位长条电极板沿中心线剖开开孔，按照空调两器中铝U管管端数量、位置分别在孔内镶嵌一组镶嵌块，则每个焊接过程可以焊接一组铜弯头，从而提高焊接效率。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
图1实施例1附2实施例2附3铜弯头、铝管焊接部位示意图其中1铜弯头 2焊缝(外观) 3铝U管 4翘片 5镶嵌块6固定电极板 6′多位长条电极板 7、8移动电极 9绝缘块10直管状导向部 11锥形焊接面具体实施方式
下面结合图1，给出本发明的一个优选方案实施例1本实施例结合空调蒸发器的实际制作过程说明，包含了铝管涨管及在铝U管外穿翘片的步骤，使本实施例更具实践价值。
第一步铜弯头加工选外径与铝管外径相同的铜管(铝管外径指铝U管3穿完翅片4再涨管后的外径)，首先对铜管两端进行缩口处理(缩口后管端壁厚减薄30％)，然后对铜管进行对称精确弯曲加工成铜弯头1；第二步铝管加工采用内壁光管或内壁带有散热筋的铝U管3，铝U管3穿完翅片4后涨管，涨管前，不需要对铝管3管口扩口和翻边，暴露在翅片组外的铝管端口长度大于20mm以方便固定电极板6的布置；第三步将组装好的散热器放到焊接设备上，用焊接设备将需要焊接的铝U管3和铜弯头1分别固定。用两组移动电极7、8分别连接到铜弯头的两端，两组移动电极7、8之间隔有绝缘块9，各自绝缘独立，相位相同，可同时工作，两个铝U管3连接到固定电极板6，固定电极板6铝管的焊接位置上开有孔，孔内安装由钛合金制成的镶嵌块5，镶嵌块5内腔形状与铝U管3外形相吻合；第四步参照图3，利用铜铝两种材料在硬度上的差异，即利用铜弯头1插入铝管3时的高压作用，将铝管3内表面的氧化物清理干净，从而避免使用任何助剂。在清理铝管氧化物的同时通电对锥形焊接面11进行电阻加热，边加压边加热，铜弯头1在这个过程中在顶推气缸的作用下不断向铝管3内部移动，与普通电阻焊接方法不同，焊接过程铜铝之间工件位移距离可超过5mm，产生的铜铝共晶物边产生边被铜铝间的高压挤出，避免脆性组织对接头的影响。
下面结合图2给出本发明的另一实施例2用多位长条电极板6′代替固定电极板，多位长条电极板6′沿中心线剖开开孔，按照空调两器中纵向或横向铝U管管端数量、位置分别在孔内镶嵌一组镶嵌块5。将需要焊接的全部铝U管均放置在多位长条电极板6′的孔内，在铝U管内插好铜弯头，每焊完一对铝U管，多位长条电极板或移动电极自动将下一组铝U管、铜弯头移至焊接位置，采用这种方案每个焊接过程可以焊接一组铜弯头，从而提高焊接效率。
本发明参照附图和实施例进行说明，但保护范围不限于此，在本发明技术范围内具有普通技术人员可以经过简单的变换，而获得本发明同样的技术效果，同样在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种铜弯头与铝U管构成的制冷管路，由铜弯头、铝U管组成，其特征在于铜弯头的焊接接头部位有直管状导向部和锥形焊接面，该导向部的外径稍小于铝管内径，铜弯头锥形焊接面与铝U管内壁之间形成直接的化学键连接。
2.一种制造如权利要求1所述的铜弯头与铝U管制冷管路的制备方法，其特征在于先对铜管两端进行缩口处理，然后对铜管进行对称精确弯曲加工成铜弯头，用焊接设备将需要焊接的铜弯头和两根铝U管分别固定，用两组移动电极分别连接到铜弯头的两端，两组移动电极各自绝缘独立，相位相同，可同时工作，两个铝U管连接到固定电极板，固定电极板铝管的焊接位置上开有孔，孔内安装有镶嵌块，镶嵌块由具有良好的机械强度，高耐热性以及低传热效率的材料制成，镶嵌块内腔形状与铝管外形相吻合，顶推气缸将带有铜弯头的移动电极组推向铝管，同时通电对铜铝结合区进行电阻加热，铜弯头管在顶推气缸的作用下不断向铝管内部移动，完成焊接。
3.如权利要求2所述的一种铜弯头与铝U管制冷管路的制备方法，其特征在于所述固定电极板用多位长条电极板代替，多位长条电极板沿中心线按照需要焊接的铝U管管端数量、位置剖开开孔，分别在孔内安装镶嵌块，将一组铝U管安放在多位长条电极板的孔中，将相应的一组铜弯头插入铝U管组装好，每焊完一对铝U管，多位长条电极板或移动电极自动将下一组铝U管、铜弯头移至焊接位置，依次焊接。
4.如权利要求2或3所述的一种铜弯头与铝U管制冷管路的制备方法，其特征在于所述的镶嵌块为钛合金材料制成。
全文摘要
本发明涉及一种铜弯头与铝U管构成的制冷管路及其制备方法。制冷管路的特征在于铜弯头锥形焊接面与铝U管内壁之间形成直接的化学键连接，焊缝中没有铜铝共晶组织。该制冷管路的焊接方法的核心在于铜质弯头与铝质U管之间的双点焊接技术，其特征在于用两组相位相同、互相绝缘的移动电极分别连接到铜弯头的两端，铝U管连接到固定电极板，固定电极板铝管的焊接位置上开有孔，孔内安装有镶嵌块，顶推气缸将带有铜弯头的移动电极组推向铝管，同时通电对铜铝结合区进行电阻加热，铜弯头在顶推气缸的作用下不断向铝管内部移动。采用本发明加工的制冷管路密封性好、焊缝强度大，可以广泛应用于空调两器的制造，替带全铜结构的空调两器。
文档编号B23K11/16GK1959170SQ20061015304
公开日2007年5月9日 申请日期2006年9月20日 优先权日2006年9月20日
发明者赵越, 左铁军, 尹衍升, 孙德兴, 杨训, 万延尧, 邵军 申请人:左铁军, 赵越