摘要：对商用空调用叉型管组件进行了焊接工艺试验，并观察对焊接接头的熔深影响。研究表明：焊接工艺调节改进起到良好填缝效果，与原焊接相比显著提高焊接熔深约15%。实际工艺，采取允许最佳焊接间隙L的范围在0.10-0.15mm之间，结合焊接前涂胶定位工艺，可达安全系数n=4，焊接拉脱应力达12Mpa。本文结论对制冷设备用叉型管组件的制造工艺有重要参考价值。
关键词： 铜管；钎焊定位焊接；商用空调用叉型管组件；焊接拉脱应力；回归分析
1 前言
叉型管组件，为大功率中央空调常用核心部件，其成本优势高、安装设备投资低，同时兼备生产效率高、对多联机性能、耐腐蚀能力佳、可组合安装性能优等优势，为大型商用空调机组所普遍采用。
在传统的叉型管组件焊接工艺方式中，普遍采用直接“配管+火焰钎焊”的操作办法。由于没有规范的定位控制，经常发生焊接有焊接拉脱应力低下(熔深不足)、焊缝有砂眼甚至气孔泄露、焊瘤等由于焊缝间隙以及配管深度差异等因素所导致的焊接质量异常现象。
本文通过对叉型管组件的焊接工艺，进行“钎焊前涂胶定位”工艺创新、尝试，发现能显著提高焊接强度的新工艺方式。可在适当焊接间隙前提下，更有效改善和保证系统焊接安全系数，提高空调内部制冷剂循环系统的封闭性能。对空调系统件的焊接关键工序的工艺可靠性提高具有重要参考价值。
2 工艺试验验证分析过程和方法
样件制作：本次焊接工艺试验采取φ24x1.2长度120mm TP2换热管加工叉型管、焊接配入13.7配管，以0.10mm≤L≥0.15mm范围内不同焊接间隙制作样件(其中，焊接不涂胶定位、焊接涂胶定位试样各10件)，制作完成后静置24小时。
对比、验证试验过程：1，对比、统计分析焊接成型外观质量；2，采用微机电子万能试验机CMT4204，测试各样件焊接处拉伸力。
2试验结果
完成工艺验证试验后，首先，对不涂胶定位焊接样件和涂胶定位焊接样件，从焊接成型外观上进行对比。发现不涂胶定位的焊接样件在成型一致性上比较差，其中不良有：30%(3件试样)的配管在叉形管口中出现方向倾斜、20%(2件试样)的焊接部位有焊瘤；涂胶定位的焊接样件焊接成型一致性相对较好，其中不良仅有10%(1件试样)的焊接部位有焊瘤。
其次，从焊接外观一致性较好的样件中，选取6个样件(其中，焊接不涂胶定位、焊接涂胶定位试样各3件)，采用微机电子万能试验机CMT4204，就不同焊接间隙、焊接不涂胶定位、焊接涂胶定位等因素进行试样拉伸力[1]对比，测量相应数据如下表1、表2：
表1未涂胶定位系列钎焊焊接接头拉伸力数值表
5 mm10 mm15 mm20 mm25 mm
未涂胶试样14.267/9.0458.73910.276
未涂胶试样23.8296.7147.6729.1189.552
未涂胶试样34.1476.687.7448.609/
平均拉伸力(KN)4.08 6.70 8.15 8.82 9.91
表2涂胶定位系列钎焊焊接接头拉伸力数值表
5 mm10 mm15 mm20 mm25 mm
涂胶试样14.1227.3099.1310.27810.518
涂胶试样24.0237.4059.68510.11810.556
涂胶试样34.0546.7379.2510.21910.665
平均拉伸力(KN)4.07 7.15 9.36 10.21 10.58
另对以上测量样件数据情况，进行回归模拟分析，结果如图1：
图1熔深随焊接长度(焊接与未焊接)变化及回归方程
3 结论
3.1 相同焊接间隙，采取涂胶定位钎焊焊接熔深值高约15% ；
3.2焊接间隙L在0.10-0.15mm范围内变化，熔深F随之线性递增，取安全系数n=4，允许最小管板焊接长度Lmin的范围在0.10-0.15mm之间，经实测过程能够达到控制要求；
3.3 对于φ16x1的TP2M换热管加工叉型过滤器与配管钎焊焊接，未涂胶定位焊接拉脱力的拟合公式为：y=0.2785x+3.3962，涂胶定位焊接拉脱力的拟合公式为：y=0.3216x+3.4469，经残差分析，拟合良好。
3.4其他规格换热管焊接工艺可以参照以上，进行最佳焊接间隙、及焊接强度拟合，对实际焊接工艺具有重要参考价值。
参考文献
[1] 国家标准 GB/T 2651-2008焊接接头拉伸试验方法
作者简介
刘克光(1979.1)，男，籍贯河南，助理工程师，主要从事空调零部件工艺技术研究工作。