[发明专利]铜和钢的添丝焊接方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及焊接领域，且特别涉及一种铜和钢的添丝焊接方法及应用。

背景技术

随着社会发展，行业不断创新发展，各项研究工作都围绕不断节约资源和降低能源消耗来开展。

在制冷行业里面，具有良好塑性和强度的贵金属—铜却一直作为主要原材料进行生产加工。在这些年的行业发展历程中，许多科技人员对此进行了各种材料的替代研究工作，大家熟知的就是用铝这种金属来替代铜。虽然铝具备良好的塑性，但无奈其强度和重量无法满足制冷或空调领域的普遍要求，所以铝金属只能少部分替代铜，所以找到一种既具备一定强度有具有塑性加工性能的材料而且对于世界范围内讲又是资源丰富、价格低廉的材料，是一件有利于行业、有利于国家发展的一件迫在眉睫的大事。

钢是一种强度和质量都能满足制冷行业要求的材料。铜和钢的焊接属于两种不同金属的焊接。两种不同的金属焊接，由于熔点不同、热传导率不同、液态状态下的金相组织差异，传统的焊接工艺很难对异种金属进行焊接。

且进一步的，在现有的钨极气体保护焊中，钨针引弧传导的热量来进行焊丝熔化存在着很大波动，这对于工件的焊接质量来说是致命的。如果电流过大热量上升则会引起工件过烧，导致钢件烧穿和严重氧化现象；如果电流过小热量降低又会引起焊缝熔深降低直接影响焊接强度。同时由于采用钨针引弧传导的热量来熔化焊丝，焊丝熔化快，此时对应位置的焊接母体可能未熔化或未完全熔化，使得焊接母体和焊丝不能完全融合，焊接效果差。同时由于钨针产生的电弧同时引到工件和焊丝上，会产生弧压不稳，导致焊丝熔化夹生、焊接飞溅。

发明内容

本发明为了克服现有焊接技术异种金属焊接困难且焊接质量差的问题，提供一种铜和钢的添丝焊接方法及应用。

为了实现上述目的，本发明提供一种铜和钢的添丝焊接方法包括：

铜和钢两种材料的待焊接端对接或套接，形成焊接工件。

供热设备的加热部在保护气体的保护下加热熔化铜和钢两种材料的待焊接端，所述加热部顶端向铜材料所在的方向偏移，偏移距离小于或等于1.5毫米；当铜材料的待焊接端和钢材料的待焊接端对接时，偏移距离为加热部顶端至对接面的距离；当铜材料的待焊接端和钢材料的待焊接端套接时，偏移距离为加热部顶端至外套材料的待焊接端端面的距离；

铜材料的待焊接端和钢材料的待焊接端同时熔化进而互熔形成液态熔池，液态熔池加热焊材，形成焊缝。

于本发明一实施例中，在加热部加热焊接工件时，焊材在距离焊接处0.5毫米～50毫米内预热，当熔池形成后，预热后的焊材再逐步靠近熔池，被熔池所熔化。

于本发明一实施例中，在焊接过程中，所述加热部的中心线与焊接处的切线之间的夹角为5度～175度。

于本发明一实施例中，所述焊接工件的焊接处设置有气体保护装置，在焊接过程中，气体保护装置为焊接处提供气体保护。

于本发明一实施例中，所述焊材的中心线与焊接处的切线之间的夹角为2度～178度。

于本发明一实施例中，焊材熔化后形成的焊缝的表面为凸起的非线性圆弧曲面。

于本发明一实施例中，所述焊材为铁基焊丝、镍基焊丝、铜基焊丝或银基焊丝中的任一种。

于本发明一实施例中，所述加热部的顶端距离焊接工件的最高点的距离在0.3毫米～2.5毫米。

于本发明一实施例中，所述加热设备为焊枪，所述加热部为钨针。

上述焊接方法应用于焊接压缩机用储液器壳体、空调器用消音器壳体、中央空调用气液分离器壳体、油气分离器壳体、压缩机的排气管、压缩机的吸气内管、压缩机的吸气外管、储液器进气管、储液器出气管、空调用电磁四通换向阀主阀体和主阀座、调用电磁四通换向阀上的配管、空调器的配管、空调器的连接管、空调器的换向阀管或空调器的膨胀阀管。

综上所述，本发明提供的铜和钢的添丝焊接方法与现有技术相比具有以下优点：

在焊接过程中，考虑到铜材料的热导率远大于钢材料，即铜材料散热快于钢材料。通过设置为焊接提供热量的加热部的位置，使加热部顶端偏向铜材料所在的方向，来使得分配至铜材料待焊接端的热量大于钢材料的焊接端，使得两种材料达到同步熔化并形成熔池，并利用熔池将焊材熔化后形成焊缝。本发明提供的铜和钢的添丝焊接方法在实现异种金属焊接的同时采用熔池熔化焊材，避免钨针引弧过程中因为焊材的存在而使得弧压不稳从而导致焊丝熔化夹生问题。同时利用熔池对焊材进行熔化不但焊接过程无飞溅焊接后的工件无需进行清理，且焊接后焊接熔深满足要求、焊缝饱满并具有较大的表面张力。