空调、冰箱“铜铝管”技术发展之路

空调、冰箱“铜铝管”技术发展之路

2007年，关于空调内外机连接管材料“铜管好，还是铜铝管好”的争议由“暗斗”发展成“明争”。 之所以称为“暗斗”是指“铜铝管”早在上世纪80年代开始应用，但始终没有成为关注焦点，其主要原因是铜、铝原材料价格。之所以称为“明争”是指近几年，即2004年以来，受国内外各种因素影响，铜原材料价格大幅上涨，2004年在2万元/吨至3万元/吨之间，2005年3万元/吨至4万元/吨之间，而在2006年初已超过4.5万元/吨，年中最高超过8.5万元/吨，现维持在6万元/吨左右。企业为降低生产成本，提高市场竞争力，开始关注采用“铜铝管”代替铜管。从而引发了“铜铝之争”，铜铝管是“黑心管”还是新技术，企业、专家说法不一。
实际上，“铜铝管”不仅应用于空调的连接配管，也应用于冰箱、空调的冷凝器和蒸发器(俗称“两器”)。 “铜铝管”的制造方法可分为焊接和非焊接方法，其中焊接方法有摩擦焊、储能焊、闪光焊、电阻焊、钎焊及超声波焊接等，非焊接方法有洛克环、丝扣及胶粘扎压等。本文以“铜铝管”焊接技术为主介绍“铜铝管”技术研发历程，力争使读者能够全面了解“铜铝管”技术。
国外情况
1957年，前苏联出现了铜铝管闪光对焊技术，研制出MCKH-150型铜铝闪光焊机，采用“铝包铜”的接头形式，能焊接直径为10mm-30mm的铜铝管[1]。
1972年，前苏联出现了铜铝管冷压焊技术[2]。
1977年，美国出现铜铝管的超声波高温焊接技术，采用“铜包铝”的接头形式，即将铜管端部扩口，焊接时将铝管插入，焊接规格为铜管直径5.75mm、7.4mm，铝管直径6mm、8mm[3]。
1985年，前苏联又出现了铜铝管磁脉冲焊接技术[4]。
1988年，日本出现了铜铝管的高频加热压焊技术，焊接规格为铜管直径8mm、壁厚1mm，铝管直径8mm、壁厚1.2mm[5]。
1998年，日本出现了“铝包铜”的接头形式，即将铜管端部缩口，焊接时将其插入铝管，焊接规格为铜管直径8mm、壁厚0.6mm，铝管直径8.2mm、壁厚0.6mm[6]。
此外1975年，日本开始了空调换热器铜管薄壁化研究，壁厚由1.0mm、0.8mm减少到0.41mm，甚至0.35mm[7]。资料[7]还提到美国曾用过直径8mm、壁厚0.3的铜管制造空调换热器。
国内情况
基本均采用“铝包铜”的接头形式。
1984年，电冰箱用铜铝连接管的爆炸焊技术通过省级部门鉴定[8]，1985年，长沙矿冶研究院的陈勇富等发表了电冰箱用铜铝连接管的爆炸焊的论文，焊接规格为铜管直径8mm、壁厚1mm，铝管直径8mm、壁厚1.5mm[9]。
1987年，成都电焊机研究所的谢坚等发表了铜铝管的摩擦焊研究论文，铜铝管规格均为直径8mm、壁厚1.5mm[10]。
1988年，北京航运综合技术开发公司的张德焱高级工程师等研制成功Yu-0288铝—铜管半自动特种闪光焊机，可年产铜铝管接头60万支，合格率达98%以上[11]。
1989年，新乡电冰箱厂的郭顺祥也介绍了蒸发器用铜铝管接头闪光焊接技术，其焊机是意大利产T8/P型铜铝管焊机，焊机容量25kVA，铜铝管规格均为直径8mm、壁厚1mm [12]。
1991年，西安航空发动机公司的李培森等发表了冰箱用铜铝管接头的储能焊研究，研制成功PW-1型储能焊机，铜铝管规格均为直径8mm、壁厚1mm[13]。
1994年，上海交通大学的朱燕萍等发表了电冰箱铜－铝管接头的直流闪光焊的研究论文，铜铝管规格均为直径8mm、壁厚0.8mm [14]。
1998年，沈阳工业大学的张希川等发表了铜铝管的电阻焊研究论文，研制出微机控制型插入式铜铝管电阻焊机，该机时间控制精度达0.01s，日生产能力为200支，合格率达98%以上 [15]。
同年合肥工业大学的徐道容发表了冰箱用铜铝管接头的简易电容储能焊的论文，铜铝管规格均为直径8mm、壁厚1mm和1.5mm[16]。
2004年，山东大学的赵越完成了冰箱管路系统铜-铝管钎焊研究，焊接规格为铜管直径6mm、壁厚0.75mm，铝管直径8mm、壁厚1mm[17]。
从“铜铝管”研究历程来看，“铜铝管”技术尚未完全成熟，既不能将其定义为“黑心管”，因为“铜铝管”是缓解铜资源短缺的途径之一，也是企业和消费者抑制因原材料价格上涨带来的生产和生活成本上涨的途径之一；又不能将其鼓吹为无瑕疵的新技术，因为“铜铝管”尚有许多技术层面问题有待解决。综上所述，“铜铝管”技术应视为发展中的新技术。

资料来源
[1]中国科学技术情报研究所重庆分所.铜铝焊接专集 一 原理、方法和设备概述.1976
[2]Stroiman, I. M. COLD BUTT WELDING OF ALUMINUM TUBES TO COPPER TUBES. Welding Production, 7(1972)28-30
[3]Oelschlagel, D. Ultrasonic Soldering Method for Copper-Aluminum Pipe Joints. Welding Journal, 56(1977) 21-27
[4]Efimenko,A.A.EXAMINATION OF THE INTERFACE OF COPPER ALUMINIUM PIPES WELDED BY MAGNETIC-PULSE WELDING. Welding Production, 10(1985)30-31
[5]宫崎邦夫.利用共晶反应的铜铝管压焊.溶接学会论文集，6-4(1985)486-492
[6]渡边健彦.铜铝管的共晶接合.溶接学会论文集，16-1(1998)35-44
[7]野口弘二，王幼楠译.空调换热器铜管管壁薄化技术及其性能.制冷，1985(1):77-82
[8]松全才供稿.爆炸焊接电冰箱铜铝连接管鉴定会.爆破器材，1984(2) :37
[9]陈富勇，洪有秋，杨永顺.电冰箱铜铝联接管爆炸焊接.矿冶工程，1985(2):8-11
[10]谢坚，杨化愚.铝—铜管摩擦焊研究.电焊机，1987(4):22-24
[11] 航运通讯.Yu-0288铝—铜管半自动特种闪光焊机.航天制造技术，1988(5):11
[12] 郭顺祥.电冰箱蒸发器用铜铝接头的闪光对焊.家电科技，1989(1):27
[13] 李培森，梁养民.冰箱用铜铝管接头的储能焊.电焊机，1991(5):34-36
[14] 朱燕萍，朱正行.电冰箱铜－铝管接头的直流闪光焊.焊接技术，1994(1):30-31
[15] 安振之，张希川.微机控制型插入式铜_铝管对焊机的研制.沈阳工业大学学报，1998(第20卷增刊):74-76
[16]徐道荣.冰箱用铜铝管接头的简易电容储能焊方法.焊接技术，1998(6):30-31
[17] 赵越. 冰箱管路系统铜-铝管钎焊研究.山东大学硕士学位论文，2004