CN102909470B - 一种实现铜与铁焊接的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接工艺技术领域，尤其是涉及一种实现铜与铁焊接的生产工艺，该生产工艺包括如下步骤：1）、在预焊接的铜件上设计出第一接合部；2）、在预焊接的铁件上设计出匹配结合铜件上第一接合部的第二接合部；3）、在第一接合部和第二接合部之间接合位处放入焊料；4）、利用电阻发热焊接原理使焊料熔化，再通过外部施加的挤压力使液态的焊料流动填充并粘连第一接合部和第二接合部，达成铜件与铁件的焊接连接。本发明制备简单，解决了铜材质和铁材质焊接的难题，焊料使用量相对减少，且避免火焰加热焊接的缺陷，降低成本，环保且无废气，达到简化制作工艺，提高效率，且有效保证铜管的结晶粒度，连接紧密，不易发生裂纹泄露。

Description

一种实现铜与铁焊接的生产工艺

技术领域

本发明涉及焊接工艺技术领域，尤其是涉及实现铜与铁焊接的生产工艺。

背景技术

现有的焊接方式中，铜与铜的焊接一般采用铜焊料作为焊接材料，通过火焰加热来实现焊接；铜与铁的焊接，一般采用银焊料通过火焰加热来实现焊接，或者铜焊料作为焊接材料，通过火焰加热或者过炉来实现焊接；铁与铁则通过电阻焊来实现其焊接。

但在不同的技术领域，根据其特殊的使用要求，其产品的焊接方式也会有一定的差异。如现有空调压缩机领域，由于其压缩机由压缩机外壳，马达、泵体以及储液器组成，压缩机外壳与储液器之间是采用铜管连接的。其组装的方式与原理如下：首先是将压缩机外壳（铁材质）和吸气外管（全铜材质）通过火焰焊进行组装，其目的是将外壳和吸气外管组装成一整体，吸气外管与铁质外壳只可采用火焰焊的方式，而且必须通过银焊料将其熔接在一起。因为压缩机在运转时，由于其偏向轴的原因，压缩机将发生轴向周期性的振动，而其最脆弱的部分将是焊接部位，故焊接部分对其铜材质的吸气外管的结晶粒度有明显的规格要求（行业标准为0.15以下），如果结晶粒度过大，则压缩机振动时铜管易发生裂纹泄露。为达到其结晶粒度要求，其焊接材料必须采用银焊料，因为铜管的熔点为1000℃左右，铜焊料的熔点也为900℃一1000℃之间，如采用铜焊料，其焊接温度过高，同时由于外壳板材较厚，导致铜一铁焊接时其加热时间将会很长，造成铜管的结晶粒度要求很难保证，因此必须采用与铜管熔点相差较远的银焊料作为其焊接材料。铜质吸气外管与铁质外壳采用火焰焊接，其辅助化学制剂必须混合使用，并采用银焊料，其焊接成本非常昂贵。因为火焰焊接，其焊接周围的温度非常高，导致环境温度偏高，同时其产生的气体中很大部分为C0₂，导致环境压力也比较大。而如果采用炉焊的方式，铜管的结晶粒度将无法满足要求，同时效率也比较低，不可采用。

而储液器的L管（铜材质）与吸气外管（铜材质）及吸气内管的焊接方式则可采用一般的黄铜火焰焊，从而与压缩机外壳构成一整体。由于铜管较薄，短时间内可实现温度上升而不至于铜管的结晶粒度偏大。而吸气外管采用铜材质的原因也是为了实现短时间内储液器L管口部，吸气外管，吸气内管三者温度一致，能在短时间内达到充分的熔接，并很好的控制结晶粒度。

发明内容

为克服现有技术中的缺点，本发明提供了一种通过电阻焊接实现铜与铁焊接的生产工艺，其可很好地实现铜材质部件和铁材质部件进行焊接，降低焊接成本和难度，提高焊接质量。

本发明的另一个目的是提供制备方工艺简单，成本低的铜与铁焊接的生产工艺。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种实现铜与铁焊接的生产工艺，该生产工艺包括如下步骤：

1）、在预焊接的铜件上设计出第一接合部；

2）、在预焊接的铁件上设计出匹配结合铜件上第一接合部的第二接合部；

3）、在第一接合部和第二接合部之间接合位处放入焊料；

4）、利用电阻发热焊接原理使焊料熔化，再通过外部施加的挤压力使液态的焊料流动填充并粘连第一接合部和第二接合部，达成铜件与铁件的焊接连接。

上述方案中，所述铜件为铜管，而铁件为制冷设备的铁壳。

上述方案中，所述铜件上的第一接合部为斜面、弧面、平面或其组合；对应的铁件上的第二接合部也可为斜面、弧面、平面或其组合。

上述方案中，所述铜件上的第一接合部设计于铜件外周面上，为外凸形成；而铁件上的第二接合部设计于供铜件穿设的孔的周边上。

上述方案中，所述焊料为卷绕式嵌装于第一接合部和第二接合部之间接合位处，卷绕式满足绕满第一接合部和第二接合部之间接合位。

上述方案中，所述焊料为层放式嵌装于第一接合部和第二接合部之间接合位处，层放式满足布满第一接合部和第二接合部之间接合位。

本发明制备简单，利用电阻发热焊接原理使焊料熔化，再通过外部施加的挤压力使液态的焊料流动填充并粘连第一接合部和第二接合部，达成铜件与铁件的焊接连接，解决了需要分别与铜材质和铁材质焊接的难题，焊料使用量相对减少，且避免火焰加热焊接的缺陷，降低成本，环保且无废气，达到简化制作工艺，提高效率，且有效保证铜管的结晶粒度，连接紧密，不易发生裂纹泄露；降低焊接成本和难度，提高焊接质量和产品的性价比，结构简单，科学合理，制作容易，符合产业利用，利于企业发展。与现有工艺铁与铜之间采用银焊料、火焰焊相比，不仅降低焊接成本和焊接难度，而且其焊接机械强度高30％以上，抗压力强度高20％以上，焊接气密泄露率下降70％以上。

附图说明：

附图1为本发明的其一较佳实施例结构示意图；

附图2为本发明的其二较佳实施例结构示意图；

附图3为本发明的焊料其一实施形状示意图；

附图4为本发明的焊料其二实施形状示意图；

附图5为本发明用于制冷设备的铜管与铁质载体连接实施例的结构示意图；

附图6为图5之实施例结构分解示意图。

具体实施方式：

以下结合附图对本发明进一步说明：

参阅图1、2所示，本发明提供的一种实现铜与铁焊接的生产工艺，该生产工艺包括如下步骤：

1）、在预焊接的铜件1上设计出第一接合部11；

2）、在预焊接的铁件2上设计出匹配结合铜件上第一接合部的第二接合部21；

3）、在第一接合部11和第二接合部21之间接合位处放入焊料3；

4）、利用电阻发热焊接原理使焊料3熔化，再通过外部施加的挤压力使液态的焊料流动填充并粘连第一接合部11和第二接合部21，达成铜件1与铁件2的焊接连接。

该工艺实施时，利用上电极4和下电极5的上下配合挤压第一接合部11和第二接合部21，可实现焊料3充分填充第一接合部11和第二接合部21之间接合位，因而熔粘面积大，结合力足，焊接牢固，密封性及结构性好，具有良好的气密性，抗振性好，不易发生裂纹泄露。图1所示，铜件1上的第一接合部11为外凸的斜面，为了方便下电极5的向上挤压作用，在第一接合部11下侧设有一挤压台阶位12，；对应的铁件2上的第二接合部21为可匹配结合铜件上第一接合部的翻起弧面，为达到更好的挤压效果，上电极4之作用在第二接合部21上的端头也设有相应的弧面，以匹配第二接合部21的弧线，从而保证第二接合部21有向第一接合部11方向的挤压力，使第一接合部11和第二接合部21结合时受力均匀，以致第一接合部11和第二接合部21内的焊料3流动均匀，而达到充分填充第一接合部11和第二接合部21之间接合位，且焊位结构强度整体一致，气密性好。

图3、4所示，为了获得更好的电阻焊接效果，本发明根据电阻发热原理Q=I²RT及R=ρL/S，要达到大的发热量，可通过增大电流或电阻，由此如图3所示，将焊料3设计为螺旋状，卷绕式嵌装于第一接合部11和第二接合部21之间接合位处，卷绕式满足绕满第一接合部和第二接合部之间接合位，这样可通过加长焊料来增大电阻；当然，也可如图4所示，将焊料3设计为焊环形式，层放式嵌装于第一接合部11和第二接合部21之间接合位处，层放式满足布满第一接合部和第二接合部之间接合位。当然还可通过减小焊料3断面面积方式来增加电阻，这种方式也应是本发明类推可知的，因而其它种的增大电流或电阻的变化，均亦视为本发明技术之类似变化。

图5、6所示，本发明所述的铜件1为铜管，而铁件2为制冷设备的铁壳。所述铜件1上的第一接合部11设计于铜件外周面上，为外凸形成，第一接合部11为平面；而铁件2上的第二接合部21设计于供铜件穿设的孔22的周边上，铁件2上的第二接合部21也为平面设计。图中，所述铁件2的孔22的一端内底面形成第二接合部21；而所述的铜件1上的第一接合部11成型于环台，所述的铜件1的环台局部或全部容嵌于铁件2的孔22中，焊料3嵌装于第一接合部11和第二接合部21之间接合位处，再用上下电极作用，使焊料3通过电阻焊接方式熔化重组后固接第一接合部11和第二接合部21，即实现铜管与制冷设备的铁壳连接。该结构在实施时，利用铜管的环台13卡制，以增加抗拉、抗压性能，环台13局部或全部容嵌于铁件2的孔22中，焊料3充分填充连接部的空隙，气密性好，在通电加压作用下，铜管的环台13与铁件2的孔22结合更紧密，焊料3熔化后均匀分布于结合部位，连接紧密，不易产生泄漏，提升使用性能。

本发明采用的焊料3，如银焊料等，其熔点低于铜件1与铁件2，在焊接过程有效保证了铜件1的结晶粒度，不至于破坏铜件1特性，应用于空调压缩机的制备中，其优越性更显著。

当然，以上结合实施方式对本发明做了详细说明，只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限定本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种实现铜与铁焊接的生产工艺，其特征在于：该生产工艺包括如下步骤，

1）、在预焊接的铜件上设计出第一接合部；

2）、在预焊接的铁件上设计出匹配结合铜件上第一接合部的第二接合部；

3）、在第一接合部和第二接合部之间接合位处放入焊料，焊料的熔点低于铜件与铁件；

4）、利用电阻发热焊接原理使焊料熔化，再通过上电极和下电极的上下配合挤压的挤压力使液态的焊料流动填充并粘连第一接合部和第二接合部，达成铜件与铁件的焊接连接；其中，铜件上的第一接合部为外凸的斜面，并于第一接合部下侧设有一方便下电极向上挤压的挤压台阶位；对应的铁件上的第二接合部为可匹配结合铜件上第一接合部的翻起弧面，而上电极之作用在第二接合部上的端头也设有匹配第二接合部弧线的弧面。

2.根据权利要求1所述的一种实现铜与铁焊接的生产工艺，其特征在于：所述焊料为卷绕式嵌装于第一接合部和第二接合部之间接合位处，卷绕式满足绕满第一接合部和第二接合部之间接合位。

3.根据权利要求1所述的一种实现铜与铁焊接的生产工艺，其特征在于：所述焊料为层放式嵌装于第一接合部和第二接合部之间接合位处，层放式满足布满第一接合部和第二接合部之间接合位。