空調(diào)器單冷外機(jī)低壓側(cè)充氮焊接研究及改進(jìn)方法

李標(biāo)華

摘要：空調(diào)器單冷外機(jī)正常生產(chǎn)過程中在低壓側(cè)管路焊接時(shí)出現(xiàn)高概率的焊接產(chǎn)生氣孔的異常問題，本文將通過對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝等方面進(jìn)行理論及實(shí)驗(yàn)分析驗(yàn)證，揭開空調(diào)器單冷外機(jī)低壓側(cè)充氮焊接異常的原因及改進(jìn)方法。

關(guān)鍵詞：空調(diào)器；火焰釬焊；充氮焊接

0.引言

制冷行業(yè)對于空調(diào)器管路的對接連接方式依然普遍采用火焰釬焊的方式，為了保證焊件內(nèi)表面的光潔度、產(chǎn)品系統(tǒng)清潔度，需對待焊產(chǎn)品管路系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)充氮的方式進(jìn)行保護(hù)，此為了保證充氮效果，會(huì)在大截止閥處預(yù)先安裝彎角充氣閥。對于低壓側(cè)管路，在大截止閥處進(jìn)行預(yù)充氮操作，然后對低壓側(cè)管路焊點(diǎn)進(jìn)行焊接。對于單冷機(jī)，如此操作方式是否會(huì)造成一些意想不到的影響？下面對空調(diào)器單冷外機(jī)低壓側(cè)的充氮焊接進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和實(shí)驗(yàn)研究。

1.結(jié)構(gòu)分析

1.1空調(diào)器單冷外機(jī)低壓側(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對比較簡單，一般包括壓縮機(jī)、連接管、大截止閥三個(gè)部分，而在焊接過程還包括彎角充氣閥。如下圖1所示：

1.2目前家用空調(diào)器上使用的壓縮機(jī)主要類型為轉(zhuǎn)子式、渦旋式、活塞式等，由于各種壓縮機(jī)工作原理及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異，在壓縮機(jī)非工作狀態(tài)下，氣液分離器與壓縮機(jī)缸體間是否連通也各不相同。渦旋式幾乎不連通，活塞式連通，而轉(zhuǎn)子式存在不確定性。下面就以轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)為例來分析氣液分離器與壓縮機(jī)缸體間的連通狀態(tài)。

轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)主要靠從吸氣口吸進(jìn)的氣體推動(dòng)滾子和轉(zhuǎn)子貼著缸體轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)氣體的吸氣—壓縮一排氣。如下圖2所示：

轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)在出廠時(shí)轉(zhuǎn)子在缸體的位置并不相同。如果轉(zhuǎn)子位置剛好堵住吸、排氣口，此時(shí)在油密封的情況下氣液分離器與壓縮機(jī)缸體間是阻隔不連通的，外界壓力小于0.4MPa的條件下轉(zhuǎn)子難以旋轉(zhuǎn)（充氮壓力要求最大為0.2Mpa），吸氣口充入的氮?dú)鉄o法從壓縮機(jī)排氣口排出，且壓縮機(jī)越大，需要的壓力就越大。當(dāng)然如果轉(zhuǎn)子位置剛好避開吸、排氣口，這時(shí)氮?dú)獠恍枰朔艽蟮淖枇?，較容易從排氣口排出。從以上分析可知，存在一定比例的壓縮機(jī)其氣液分離器與壓縮機(jī)缸體間是阻隔不連通的，此類壓縮機(jī)在空調(diào)器單冷外機(jī)中未正常運(yùn)行前（充氮焊接就是這種狀態(tài)）低壓側(cè)管路與高壓側(cè)管路是不連通的。

1.3低壓側(cè)焊接前預(yù)充氮方式為氮?dú)夤苌系奶淄玻á撸拥窖b在大截止閥上的彎角充氣閥（⑥）上，此時(shí)彎角充氣閥將被打開，氮?dú)忭樦苈房臻g①所示路徑填滿低壓側(cè)管路，完成充氮過程。充氮完成后，取消充氮套筒，此時(shí)彎角充氣閥將關(guān)閉，此時(shí)低壓側(cè)管路內(nèi)充滿了氮?dú)猓鐖D1。

空調(diào)器單冷外機(jī)低壓側(cè)管路兩側(cè)分別被彎角充氣閥、氣液分離器阻隔，形成單獨(dú)的空間。預(yù)充氮過后低壓側(cè)管路內(nèi)部充滿了氮?dú)?，焊工將依次對焊點(diǎn)1（②）、焊點(diǎn)2（⑤）進(jìn)行火焰釬焊。

在進(jìn)行焊點(diǎn)2焊接時(shí)，此時(shí)低壓側(cè)已經(jīng)完全成為一個(gè)充滿氮?dú)獾拿荛]空間，焊工在加熱銅管的同時(shí)也對低壓側(cè)內(nèi)部的氮?dú)膺M(jìn)行了加熱，導(dǎo)致氮?dú)馐軣崤蛎?，焊點(diǎn)2成為高壓氮?dú)馕ㄒ坏某隹冢虼撕腹ぴ谔砑雍噶系臅r(shí)候氮?dú)庠谌鄢貎?nèi)形成氣孔，甚至出現(xiàn)焊接冒泡的情況，如圖1。

2.實(shí)驗(yàn)分析

上述已從結(jié)構(gòu)上對空調(diào)器單冷外機(jī)在低壓側(cè)焊接時(shí)出現(xiàn)氣孔的原因進(jìn)行分析，下面將從實(shí)驗(yàn)方面進(jìn)行論證。

2.1氣液分離器與壓縮機(jī)缸體連通性驗(yàn)證

按照下面圖3的方式從大截止閥進(jìn)行充氮，氮?dú)鈮毫Σ捎贸涞蟮淖罡邏毫Γ?.2Mpa，驗(yàn)證在壓縮機(jī)缸體排氣管是否有氣體冒出。若有，為兩側(cè)連通，否則為阻隔不連通。

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)方法得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表1：

結(jié)論：通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果印證了上述壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)理論分析結(jié)果，如果轉(zhuǎn)子位置剛好堵住吸、排氣口，此時(shí)在油密封的情況下氣液分離器與壓縮機(jī)缸體間是阻隔不連通的。

2.2低壓側(cè)焊接產(chǎn)生氣孔實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

選取轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的空調(diào)器單冷外機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，機(jī)型：A，壓縮機(jī)：B，某廠轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)。按照正常的充氮焊接流程，驗(yàn)證焊接產(chǎn)生氣孔的實(shí)際情況。

實(shí)驗(yàn)1按照正常的生產(chǎn)操作流程：大截止閥裝配彎角充氣閥-配管-大截止閥充氮-取下充氮管-低壓側(cè)焊接，進(jìn)行試驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：19臺(tái)實(shí)驗(yàn)空調(diào)器，其中9臺(tái)出現(xiàn)氣孔，焊縫氣孔明顯，如下圖5所示：

實(shí)驗(yàn)2改變正常的生產(chǎn)操作流程：配管-大截止閥充氮-取下充氮管-低壓側(cè)焊接-接大截止閥裝配彎角充氣閥，改變裝配彎角充氣閥的順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：30臺(tái)實(shí)驗(yàn)空調(diào)器，未出現(xiàn)氣孔，焊縫熔合良好。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)有很大的概率存在氣液分離器與壓縮機(jī)缸體之間阻隔不連通，此種情況下空調(diào)器單冷外機(jī)在正常的生產(chǎn)工藝（預(yù)先在大截止閥處安裝彎角充氣閥）將會(huì)引起低壓側(cè)焊接產(chǎn)生氣孔問題。若焊接時(shí)將低壓側(cè)與大氣連通，此種情況可以完全消除。

3.解決方案

解決空調(diào)器單冷外機(jī)生產(chǎn)過程低壓側(cè)管路焊接產(chǎn)生氣孔問題，關(guān)鍵為焊接過程中保持低壓側(cè)管路系統(tǒng)與外界大氣連通，消除低壓側(cè)管路的密閉空間，避免存在氮?dú)馐軣崤蛎泴?dǎo)致焊縫出現(xiàn)氣孔的問題。

解決方案：在正常的預(yù)充氮?dú)獠僮髦螅褂锰淄矊釉诖蠼刂归y彎角充氣閥上，使得大截止閥與外界大氣連通。套筒如下圖6所示。

4.結(jié)論

焊接前充氮?dú)饽芎芎玫谋Ｗo(hù)銅管，避免產(chǎn)生氧化皮，但如果操作不當(dāng)可能會(huì)對產(chǎn)品帶來意想不到的危害。從上述理論結(jié)合實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，為充氮?dú)舛A(yù)先安裝在大截止閥上的彎角充氣閥可使低壓管路側(cè)形成密閉空間，焊接過程中會(huì)導(dǎo)致焊縫氣孔的概率大大增加，嚴(yán)重影響空調(diào)泄露率及可靠性。及時(shí)發(fā)現(xiàn)并制定解決措施，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，值得其它空調(diào)企業(yè)借鑒。