[发明专利]压缩机、用于将流体管道焊接到压缩机外壳的方法和流体输送管道

说明书

技术领域

本发明涉及一种压缩机、一种将流体经过管道焊接到压缩机外壳的方法、以及一种尤其适用于封闭式压缩机的流体输送管道，从而取代了钎焊步骤，并提供将流体经过管道直接焊接(direct welding)到压缩机外壳上。

背景技术

用于冷却系统的封闭式压缩机安装在钢质外壳中，并通过焊接密封。穿过外壳的用于使冷却气体和润滑油流通的连接管也应当保证组件的密闭性，同时保持适合于其应用的机械性能。目前，通过机械固定或通过钎焊可以实现铜质的流体通过器(fluid-passers)的连接。

钎焊是用于将铜质连接件连接到封闭式压缩机的钢质外壳上的最常用方法之一。连接件也被称为流体流经管道或流体通过器，并且用作冷却气体和润滑油的流道。当然，封闭式压缩机装备有吸入流体、排出流体和工艺流体通过器，并且借助火焰钎焊、加热炉、或感应焊接从而连接到钢质连接件上。然后，该钢质连接件电阻焊接到压缩机体壁上。

钎焊需要使用添加料，添加料的基本特性是应当比要连接的材料(在封闭式压缩机的情况下为铜和钢)的熔点低，具有低的表面张力，液态时的高程度的毛细作用，以及在要连接的材料表面上的良好的湿润性。这些特性由与焊剂(flow)一起使用的银基添加料提供，焊剂有助于从要连接的表面上除去油脂和氧化物，保证熔化在基体材料上的附着金属的润湿性。

除了投入(添加材料和熔剂)高成本之外，这种操作还需要一定的准备时间，用于熔剂的涂敷，附加材料的定位，以及流体流经管道与钢质连接件之间的连接处的局部加热。然后，钢质连接件仍然通过电阻焊连接到外壳上，这对该操作来说还需要额外的时间和能量。

使用传统电源(直流或交流、单相、两相或三相电流)的电阻焊接通常与由频率为50或60Hz的电网供给的变压器一起工作。由于只能控制电源(power)，这种类型的电源不能控制焊接电流值，并且不容许焊接时间的精确调整。焊接电流取决于次级电路的电阻和由变压器产生的有效电压两者，次级电路的电阻包括钳子、电极、要焊接的部件和接触电阻。

不能直接控制电流以及不可能精确控制焊接时间的事实使得难以连接具有高的导热率和小的电阻率的材料，例如，具有385W/m-K的导热率和1.7×10^-6ohm.cm的电阻率的铜。在这些情况下，必须将焊接器件产生的热量准确集中在要进行结合的连接处上，不允许热量扩散到邻近焊接处的区域。在焊接区域热量的产生和集中的这种控制只能利用短时间内的强电流脉冲。利用传统电源，不可能在短时间内产生受控制值的强电流脉冲，这使得难以使用这些电源来连接不同厚度的部件以及具有高导热率的材料的部件，通过使用传统电源不能实现良好的技术效果。

进行焊接的另一个方法是，在焊接操作期间使用基于电容器组放电的电源(电容放电)，其允许短时间内流过强电流。但是，仍然不能直接控制电流以及焊接时间的数值。电流和焊接时间取决于电容器组的电荷电势、电路的电容、以及次级焊接电路的总阻抗。因而，电极之间和要连接的部件之间的接触电阻的微小变化会导致电路阻抗的明显波动，并从而导致电流和焊接时间的明显波动，导致管结合部分的形状畸形缺陷或熔料排出。电容放电焊接的这些特性降低了产品的品质，通常导致压缩机的泄漏故障，并产生由于焊接期间液态材料的排出而形成的极其尖锐的边缘，这意味着职业事故的潜在危险。由于这些特性，利用基于电容放电的电源对于在封闭式压缩机外壳上焊接流体通过器来说是不可行的。

已知的现有技术之一在专利文件US 6,2257,846[sic.]中描述，其涉及一种连接封闭式压缩机的管道的方法。依照该文件的教导，为了使连接密闭，使用同心对齐的管，这样，外管将收集(trap)气体，内管将输送气体。这样的构造解决了密闭问题，但是构造复杂，需要控制管道测量误差，否则不能解决气体泄漏问题。该文件还描述了一种焊接方法，其中将管道表面直接焊接到压缩机上。但是，这种解决方案不能实现焊接过程的理想控制，所以连接结合不令人满意。

另一个类似的解决方案在专利文件US 4,240,774中描述。依照这种技术，使用紧固到压缩机壁上的管，以便获得密闭连接。虽然这种解决方案实现了密闭的连接，但是它也带来了实用性问题，这是因为应当充分地控制管道测量容许误差，以防止气体泄漏。

发明内容