銅鋁連接管溢膠長(zhǎng)度對(duì)氣密性的影響

叢培良

（珠海格力電器股份有限公司 珠海 519070）

引言

2021年一季度，全球重要產(chǎn)銅國(guó)智利因受新冠疫情影響，導(dǎo)致銅的價(jià)格一升高，銅價(jià)已是鋁價(jià)的4 倍左右；在家用空調(diào)器的換熱器組件中，銅管的成本占比達(dá)到73 %，鋁箔成本占比達(dá)22 %，剩余5 %為其他輔料；具資料顯示，2020年1 ～8月全國(guó)家用房間空氣調(diào)節(jié)器產(chǎn)量13 887.9 萬(wàn)臺(tái)[1]，產(chǎn)量十分龐大；所以開發(fā)全鋁換熱器是最容易降成本的，如開發(fā)全鋁換熱器，那么就需要使用銅鋁連接管替代銅管連接，這樣可不但實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保[2]。

1 銅鋁連接管原理及存在問題

1.1 銅鋁連接管結(jié)構(gòu)介紹

銅鋁連接管是用來(lái)連接鋁制換熱器與銅制管路的過渡管，組件是由一根銅管、一根鋁管通過電阻焊的方式焊接在一起，在焊點(diǎn)位置涂上一層熱熔膠用于密封，在熱熔膠外再套上一段約30 mm 長(zhǎng)的熱縮套管用于加強(qiáng)密封性，如圖1 所示。

圖1 銅鋁連接管結(jié)構(gòu)圖

1.2 銅鋁連接管生產(chǎn)工藝流程

銅鋁連接管生產(chǎn)工藝流程：銅管/鋁管下料銅→鋁管自動(dòng)焊接→清理焊瘤→氣密性檢驗(yàn)→套熱縮管→烘烤熱縮管→包裝→入庫(kù)。詳細(xì)工藝流程圖2 所示。

圖2 銅鋁連接管生產(chǎn)工藝流程

1.3 銅鋁連接管存在的問題

銅具有比鋁更好的電與熱特性,表1 為銅和鋁的材料的特性對(duì)比表[3]，從表中可看出，銅的熱導(dǎo)率比鋁高73 %左右，熔點(diǎn)約是鋁的2倍，其他各種參數(shù)也比鋁的好。在同等條件下，對(duì)空調(diào)器換熱組件進(jìn)行焊接，焊接的溫度足以讓熱縮套管內(nèi)的熱熔膠二次受熱融化，二次受熱后的熱熔膠會(huì)沿著管路流出，那么熱熔膠溢出多少距離會(huì)影響銅鋁連接管的氣密性，下面針對(duì)這個(gè)問題展開研究。

表1 銅與鋁的材料特性

2 銅鋁連接管氣密性實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

準(zhǔn)備18 根銅鋁連接管，已3 根為一組，共分成6組，每組的分別讓熱熔膠溢出長(zhǎng)度為5 mm、10 mm、15 mm、20 mm、25 mm、30 mm，如圖3 所示。

圖3 不同長(zhǎng)度的熱熔膠

2.2 銅鋁連接管氣密性實(shí)驗(yàn)方法

采用快速接頭對(duì)銅鋁管的兩端進(jìn)行密封，通過一端向試樣內(nèi)通入3.9 MPa（表壓）的高壓氮?dú)?，浸入水中保? s，無(wú)氣泡產(chǎn)生，則視為銅鋁連接管無(wú)泄漏。

2.3 銅鋁連接管耐壓性實(shí)驗(yàn)方法

銅鋁連接管經(jīng)4.9 MPa 水壓，保壓5 min，管材表面不應(yīng)有任何滲漏以及肉眼可見的永久性變形（膨脹）現(xiàn)象；緩慢加壓在10.0 MPa（表壓）壓力下，保壓3 min,管路不得出現(xiàn)滲漏和開裂現(xiàn)象，再對(duì)試樣通入1 MPa 的氦氣進(jìn)行檢漏，接頭處不得有泄漏產(chǎn)生，視為銅鋁連接管無(wú)泄漏；如圖4 所示。

圖4 對(duì)銅鋁連接管進(jìn)行氣密性、耐壓性實(shí)驗(yàn)

3 銅鋁連接管實(shí)驗(yàn)結(jié)果

按照實(shí)驗(yàn)方法對(duì)六組管路進(jìn)行氣密性、耐壓性實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，表2 為六組管路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，由表2 我們可以清楚的看出，銅鋁連接管內(nèi)的熱熔膠在二次受熱冷卻后，溢膠長(zhǎng)度在30 mm 范圍內(nèi)，銅鋁連接管的氣密性和耐壓性測(cè)試結(jié)果均無(wú)異常，表明銅鋁連接管內(nèi)的熱熔膠溢出長(zhǎng)度在30 mm 內(nèi)，不會(huì)對(duì)管路密封性造成影響。

表2 各組銅鋁連接管實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖5 濕布夾子工裝

4 銅鋁連接管生產(chǎn)保護(hù)

經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，雖然熱熔膠溢出長(zhǎng)度在30 mm 范圍內(nèi)無(wú)泄漏的情況發(fā)生，但是為了空調(diào)器的可靠性、穩(wěn)定性，在管路焊接時(shí)，仍需對(duì)銅鋁連接管進(jìn)行保護(hù)，如自制使用濕布夾子工裝，通過水冷卻的方式，有效降低熱熔膠二次受熱的溫度，從而降低熱熔膠的溢膠長(zhǎng)度，進(jìn)一步保證銅鋁連接管的密封性、可靠性。

5 總結(jié)

從資源、成本、材料回收等多個(gè)領(lǐng)域評(píng)估，鋁都將是未來(lái)代替銅的大勢(shì)所趨。那么在實(shí)際生產(chǎn)操作時(shí)，在焊接完畢后，需對(duì)銅鋁連接管進(jìn)行自互檢，要求二次冷卻后的熱縮套管內(nèi)無(wú)鼓包、氣泡等現(xiàn)象，同時(shí)要保證熱熔膠溢膠長(zhǎng)度低于30 mm，即可初步判定銅鋁連接管可正常使用；待充灌冷媒后，對(duì)銅鋁連接管部位再次進(jìn)行電子檢漏，確保無(wú)泄漏后，空調(diào)器才可正常進(jìn)行生產(chǎn)。