段斌

在鋁管兩端各焊接-段銅管即為銅鋁管。2007年，制冷行業(yè)引發(fā)空調(diào)內(nèi)外機(jī)連接管材料銅管好，還是銅鋁管好的爭(zhēng)論。銅鋁管是黑心管還是新技術(shù)，企業(yè)、專(zhuān)家說(shuō)法不-。實(shí)際上，早在20世紀(jì)80年代，銅鋁管就在國(guó)內(nèi)開(kāi)始應(yīng)用，但沒(méi)有成為關(guān)注焦點(diǎn)，其主要原因是銅、鋁原材料價(jià)格差別不大。但自從2004年以來(lái)，受?chē)?guó)內(nèi)外各種因素影響，銅原材料價(jià)格大幅上漲，已從2004年的2～3萬(wàn)元噸提高到2006年初的4.5萬(wàn)元噸，年中最高接近8.5萬(wàn)元噸，現(xiàn)維持在6.5萬(wàn)元噸左右。企業(yè)為降低生產(chǎn)成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，開(kāi)始關(guān)注采用銅鋁管代替銅管，從而引發(fā)了銅鋁之爭(zhēng)。銅鋁管不僅應(yīng)用于空調(diào)的連接配管，也應(yīng)用于冰箱、空調(diào)的冷凝器和蒸發(fā)器（俗稱(chēng)兩器）。

銅鋁管的制造方法通常可分為焊接和非焊接兩種，其中焊接方法有摩擦焊、儲(chǔ)能焊、閃光焊、電阻焊、釬焊及超聲波焊接等，非焊接方法有洛克環(huán)、絲扣及膠粘軋壓等。本文主要介紹銅鋁管焊接技術(shù)的研究歷程，力爭(zhēng)使讀者能夠全面了解銅鋁管技術(shù)。銅鋁管接頭形式銅鋁管是全銅管的替代產(chǎn)品之-，采用銅鋁管既可以節(jié)省成本，又不影響原來(lái)全銅管的連接方式。銅鋁管接頭的形式主要有直管對(duì)接、擴(kuò)口管插接、縮口管插接和縮口管搭接4種（見(jiàn)圖1）。直管對(duì)接時(shí)，銅鋁管接合面積小，容易出現(xiàn)泄露。擴(kuò)口管插接時(shí)，銅鋁管接合面積雖然大了，但焊接時(shí)頂鍛力較小，仍然易漏，這種接口又叫做銅包鋁接頭。

縮口管插接時(shí)，將銅管縮口，焊接時(shí)頂入鋁管，形成接合面，此時(shí)連接較牢固，這種接口可叫做鋁包銅接頭。空調(diào)用銅鋁連接配管外部要加套保護(hù)管，防止腐蝕，從而出現(xiàn)了中的縮口管搭接形式。若暫不考慮焊接質(zhì)量，評(píng)價(jià)銅鋁管的指標(biāo)應(yīng)該是銅管與鋁管的直徑與壁厚以及銅管縮口處的內(nèi)徑。不難理解，外徑-樣時(shí)，管壁越薄越容易出現(xiàn)滲漏，管壁越厚制冷劑流量越小，壁厚-般為0.6～1.5mm；銅管縮口處的內(nèi)徑越小，制冷劑流動(dòng)越困難，所以銅管縮口處的內(nèi)徑與鋁管內(nèi)徑越接近越好。

1 爆炸焊

爆炸焊是利用炸藥爆炸產(chǎn)生的沖擊力造成焊件的迅速碰撞，實(shí)現(xiàn)連接焊件的-種壓焊方法卜8j。圖1.1給出了銅鋁管的爆炸焊示意圖。1984年，電冰箱用銅鋁連接管的爆炸焊技術(shù)通過(guò)湖南省冶金廳和機(jī)械廳的鑒定19]。陳勇富等對(duì)接頭采用擴(kuò)口插接形式進(jìn)行了研究，焊接規(guī)格為銅管甲8mmx1mm，鋁管甲8mmx1.8mm。焊接時(shí)，將小型特種低爆速炸藥裝人鋁管的端口處，再插上銅管，-同放在模具中而后引爆，模具將使銅鋁管接頭成型。銅鋁管的爆炸焊生產(chǎn)效率較低，通常-個(gè)工人-班只能生產(chǎn)400支；爆炸又發(fā)出噪聲距爆炸點(diǎn)Zm處的噪聲為98dB，距廠房Zm處為78dB。

2 摩擦焊

摩擦焊是利用焊件表面相互摩擦所產(chǎn)生的熱，使端面達(dá)到熱塑性狀態(tài)，然后迅速頂鍛，完成焊接的-種壓焊方法。給出了銅鋁管的摩擦焊示意圖。1984年，冶金部建筑研究總院與北京順義制冷設(shè)備配件廠采用摩擦焊方法焊接甲8mmx1mm的銅鋁管，并通過(guò)技術(shù)鑒定。謝堅(jiān)等1.21對(duì)接頭采用直管對(duì)接形式進(jìn)行了研究，銅鋁管規(guī)格均為甲8mmx1.8mm。焊接采用高速低壓焊接規(guī)范（速度達(dá)1500rmin，摩擦壓力為4kg焊接時(shí)，旋轉(zhuǎn)端夾持銅管，固定端夾持鋁管，摩擦升溫后立即剎車(chē)頂鍛，完成焊接。

3閃光對(duì)焊閃光對(duì)焊是將焊件裝配成對(duì)接接頭，接通電源，并使其端面逐漸移近達(dá)到局部接觸，利用電阻熱加熱接觸點(diǎn)產(chǎn)生閃光，使端面金屬熔化，直至端部在-定深度范圍內(nèi)達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)，迅速施加頂鍛力完成焊接的方法睜81。閃光對(duì)焊先通電后接觸，而電阻對(duì)焊則是先接觸后通電。給出了銅鋁管的閃光對(duì)焊示意圖。朱燕萍等介紹了電冰箱銅鋁接頭的直流閃光焊，其中銅鋁管規(guī)格均為甲8mmx0.8mm。焊接時(shí)的二次頂鍛能將高溫形成的仁（CugA14）相擠出，焊接后加工去除，外形與電容儲(chǔ)能焊相同。郭順祥了介紹了蒸發(fā)器用銅鋁管接頭閃光焊接技術(shù)，使用的焊機(jī)是意大利產(chǎn)T8用型銅鋁管焊機(jī)，焊機(jī)容量25kvA，銅鋁管規(guī)格均為甲8mmx1mm，并說(shuō)明焊接溫度要低于共晶點(diǎn)548e，控制在470-500e之間。砰

4 電容儲(chǔ)能對(duì)焊

電容儲(chǔ)能對(duì)焊是利用電容貯存電能，然后迅速釋放進(jìn)行加熱完成點(diǎn)焊的方法。給出了銅鋁管的電容儲(chǔ)能對(duì)焊示意介紹了冰箱用銅鋁管接頭的簡(jiǎn)易電容儲(chǔ)能焊，其中銅鋁管規(guī)格均為甲8mmx1mm和甲8mmx1.8mm。焊接過(guò)程手動(dòng)操作，雖然焊接設(shè)備成本低，但焊接過(guò)程隨機(jī)性較大。

5 超聲波釬焊技術(shù)

日本于1977年研究了銅鋁管的超聲波釬焊技術(shù)1，6]，以銅包鋁0接頭形式，焊接甲5.75mm，甲7.4mm的銅管和甲6mm，甲8mm的鋁管。焊接時(shí)，先將鋁管外部涂上釬料，而后插人銅管擴(kuò)口，并采用超聲波在銅鋁接合處產(chǎn)生高溫，使釬熔化，冷卻后即形成銅鋁管焊接接頭，最后噴環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)防腐蝕。圖1.5給出了銅鋁管的超聲波釬焊示意圖。

6 電阻對(duì)焊

電阻對(duì)焊是將焊件裝配成對(duì)接接頭，使其端面緊密接觸，利用電阻熱加熱至塑性狀態(tài)，然后迅速施加頂鍛力完成焊接的方法。圖1.6給出了銅鋁管的電阻對(duì)焊示意圖。趙越等研究了壁厚為0.5-1.25mm的銅鋁管電阻焊工藝，并提出了無(wú)銅鋁共晶組織的焊接接頭。實(shí)際生產(chǎn)中，銅鋁管大多采用插人式的連接方法。目前，國(guó)內(nèi)外均認(rèn)為，電阻對(duì)焊是銅鋁管焊接中較好的方法。

7釬焊釬焊是采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)，低于母材熔化溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙并與毋材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。趙越對(duì)冰箱管路系統(tǒng)銅-鋁管釬焊進(jìn)行研究，焊接規(guī)格為銅，6mmx0.75mm，鋁管甲8mmx1mm。提出采用鋅福釬料進(jìn)行焊接較好，但重金屬鍋不利于環(huán)保，將來(lái)可采用8n-Zn-Cu系列釬料代替。

8 高頻誘導(dǎo)加熱焊

高頻誘導(dǎo)加熱焊是利用超聲波的高頻振蕩能夠?qū)讣宇^進(jìn)行局部加熱和表面清理，然后施加壓力實(shí)現(xiàn)焊接的-種壓焊方法給出了銅鋁管的高頻誘導(dǎo)加熱焊示意圖。1988年，日本出現(xiàn)了高頻誘導(dǎo)加熱焊技術(shù)，采用特殊的鋁夾銅0型式接頭，可焊接甲8mmx1mm的銅鋁管。焊接中先將銅鋁管施加軸向預(yù)壓力，再利用15kw和200kHz的高頻渦流使接合處瞬時(shí)達(dá)到銅鋁的共晶接合溫度，發(fā)生共晶反應(yīng)，同時(shí)施加二次壓力，將銅鋁共晶液體擠出接合面，而后停止加熱并冷卻。1998年至2001年，日本出現(xiàn)了鋁包銅0的接頭形式的高頻加熱焊接120-21]，規(guī)格

為銅管甲8mmx0.6mm，鋁管甲8.Zmmx0.6mm。

9冷壓焊冷壓焊是在室溫下對(duì)接合處加壓使之產(chǎn)生顯著變形而焊接的固態(tài)焊接方法。早在1972，前蘇聯(lián)研究人員就曾經(jīng)介紹過(guò)銅鋁管冷壓焊技術(shù)。

（10）磁力脈沖焊磁力脈沖焊是依靠被焊工件之間脈沖磁場(chǎng)相互作用面產(chǎn)生沖擊來(lái)實(shí)現(xiàn)金屬之間的連接。磁力脈沖焊在焊接時(shí)，貯存在電容器組中的電場(chǎng)能，通過(guò)開(kāi)關(guān)迅速向磁場(chǎng)線圈放電，形成持續(xù)10-20娜高達(dá)400MPa的電磁壓力，使管材在徑向產(chǎn)生作用力，以極大速度（可達(dá)300m8）向管內(nèi)碰撞，實(shí)現(xiàn)管材的搭接焊接。前蘇聯(lián)研究人員到于1895年介紹了銅鋁管的磁力脈沖焊接，試驗(yàn)條件下電場(chǎng)能在2.7-2.gkJ時(shí)焊接質(zhì)量較好并指出銅鋁結(jié)合面的最佳情況是脆的共晶組織剛剛出現(xiàn)的時(shí)候。