铜管的开裂原因分析及铜管焊接形式

{一}、铜管的开裂原因分析
主要集中在铜管胀管、扩口工序。在两器的生产中，铜棒胀管、扩口是一个连续过程，往往复合到一个工序完成。
引起铜管开裂的原因比较多，其主要原因如下：
①铜管本身质量的原因。
铜管本身质量的原因可以分为外表面缺陷、内表面划伤、内表面等。
铜管在胀管、扩口的冷加工变形中，表面受拉应力而伸长，当铜管外表面有伤痕时，铜管外表面承受不了表面拉应力，形成拉断现象，也就是我们看到的铜管外表面开裂。
(铜管内表面划伤造成的开裂机理与外表面有伤痕造成的开裂机理相似。
铜管内表面有时，在胀管时由于铜管内表面的摩擦力与没有铜管内表面的摩擦力不等，造成相同长度的铜管下墩长度尺寸不一致，扩口时下墩量小的铜管伸出长度长，造成扩口过大而开裂。
②用户使用方面的原因。
铜管在使用中，往往是盘管校直、切割定尺，切割常采用无屑切割。
铜管热处理后表面比较软，在进行无屑切割时，当切刀不利或切割时下刀过大都会造成铜管缩口过大或毛刺过多，形成端口飞边、端口硬化，造成扩口时开裂。
一个换热器由许多“U”型管组成，各“U”型管的长度及每个“U”型管两个端头的长度的一致性要求非常高，当弯制“U”型管时，由于设备或调整的原因造成各“U”型管的长度及每个“U”型管两个端头的长度差别过大(大于2mm)，所以扩口时就会出现因端口过长铜管伸出长度过长而造成扩口过大而开裂。
弯管起皱、断裂黄铜管弯管起皱、断裂发生在制作“U”型管工序，铜管在本工序往往报废较多。造成弯管起皱、断裂的原因。
左：外侧起皱右：内侧起皱弯管中的问题
铜管焊接过程中，若操作不当极易发生虚焊、熔蚀和溶穿、过烧与烧穿等缺陷。虚焊是在两器焊接过程中经常出现的质量问题，产生的原因主要有：●扩口小，钎焊焊料不易进入，造成焊接不牢。
●焊接时加热不均匀，造成部分钎焊焊料未被加热熔化。
●焊接处铜管的表面有油、物、残碳等物质。
●焊料本身的质量问题。
致使焊料未能填满套接接头全长或不能将套接接头全长焊接，造成泄露。
熔蚀和溶穿造成泄露。
总之，造成铜管出现的失效因素还有许多，如内、外表面，因此，在使用的过程中要加强过程控制，掌握好工艺要求。

{二}、铜管焊接形式
铜在焊接过程中，有易、易变形、易蒸发（如锌等）、易生成气孔等不良现象，给焊接带来困难。因此焊接铜管时，合理选择焊接工艺，正确使用焊具和焊件，严格遵守焊接操作规程，不断提高操作技术，才能获得的焊缝。当设计无明确规定时，散热器铜管道的焊接直采用手工钨极氩弧焊；铜合金管道宜采用氧-乙炔焊接。
1、为防止熔液流淌进入管内，焊接时宜采用以下几种形式：
（1）管径在22mm以下者，采用手动胀口机将管口扩张成承插口插入焊接，或采用套管焊接（套管长度L=2～2.5D，D为管径）。但承口的扩张长度不应小于管径，并应迎介质流向安装。
（2）同口径铜管对口焊接，可采用加衬焊环的方法焊接。
2、坡口型式：当设计无明确规定时，对接焊应符合表l-63的规定。
3、组对：应达到内壁脊平，内壁错边量不得超过管壁厚度的10%，且不大于1mm.不同壁厚的管子、管件组对可按碳钢管的相应规定加工管子坡口。
4、坡口清理：坡口面及其边缘内外侧不小于20mm范围内的表面，应在焊前采用溶剂除去油污，采用机械方法或化学方法清洗去除膜，使其露出金属光泽。焊丝使用前也应用同样方法自理。
5、焊接
（1）气焊焊丝的直径约等于管壁厚度，可采用一般紫铜丝或“HS201”（紫铜焊丝）、“SH202”（低磷铜焊丝）；气焊熔剂可采用“CJ301”。焊前，把管端和焊丝清理干净，并用砂纸仔细打磨，使管端不太毛，也不太光。
（2）手工电弧焊a铜的导电性强，施焊前要预热（用氧-乙炔预热至200℃以上），并用较大电流焊接。b铜的线膨胀系数大（比低碳钢约大50%以上），导热快（比低碳钢约大8倍），热影响区大，凝固时产生的收缩应力较大，因此装配间隙要大些。c根据管材成分和壁厚等因素，要正确选用焊条种类、直径和焊接电流强度。