关于三大主材焊接前后力学性能对比试验总结
一、研究背景及意义
由于缺乏三大主材在焊接前的力学性能数据，也为了在以后对于设计中关于主材所要达到的力学性能要求，更好的选择合适的主材。故对三大主材（集流管、扁管、翅片）焊接前后的力学性能数据做以验证和统计。
二、试验内容
为了能了解掌握主材焊接前后力学性能数据，我司进行如下实验： 1、材料的准备：
（1）集流管不同厂家同种规格（瑞茵泰和同正）20*1.5mm；
（2）扁管不同厂家同种规格（海德鲁3102和瑞斯乐3F03）25*2-16孔； （3）翅片不同厂家同种规格（恒秀和东阳光）16*0.09； 2、制样，焊接实验样件。 3、室温力学性能：
按GB/T228在拉伸机上测定其抗拉强度、延伸率。 4、爆破试验：
按企业标准对扁管样件进行耐破坏性试验。 5、盐雾试验：
按企业标准对扁管样件进行500h的酸性盐雾试验，试验后进行气密性测试。 6、盐雾后室温力学性能：
按GB/T228在拉伸机上测定其抗拉强度、延伸率。 7、盐雾后爆破试验：
按企业标准对扁管样件进行耐破坏性试验。中性盐雾试验的条件：5%NaCl水溶液、试验温度35℃、喷雾沉降量1-2ml/80cm².h，pH=6-7。酸性盐雾试验的条件是在中性盐雾试验的条件上加入适量醋酸，使pH2.8-3.0。
三、试验结果
集流管钎焊前后力学性能实验
取相同型号不同厂家（同正和瑞茵泰）的20*1.5mm集流管同时进行过炉钎焊。以保持单一变量对不同厂家炉后力学性能的影响。 炉钎焊时钎焊温度参数
钎焊炉条件： 网速1130，
钎焊区温度：一区530，二区545，三区560，四区575，五区595，六区605，七区620，八区625，九区625，十区615。
在相同钎焊炉条件下对集流管样品进行力学性能实验： 1、集流管炉前炉后力学性能实验数据 （1）集流管钎焊前拉伸实验数据表
表1 同正与瑞茵泰炉前力学性能对比表
供应商 标准 同正集流管 瑞茵泰集流管 抗拉强度MPa ≥120 146.43 152.54 规定非比例延伸强度MPa ≥140 131 60 上屈服强度MPa ≥140 146.43 60.26 下屈服强度MPa ≥140 146.37 60.26 断裂总延伸率At% ≥16 40 26 由表1可以得出钎焊前的同正集流管在抗拉强度上要略低于瑞茵泰集流管，而在延伸率上则要高于瑞茵泰集流管。
（2）集流管钎焊后拉伸实验数据表
表2 同正与瑞茵泰炉后力学性能对比表
供应商 标准 同正集流管 瑞茵泰集流管 抗拉强度MPa ≥120 122.56 119.8 规定非比例延伸强度MPa ≥140 46 69 上屈服强度MPa ≥140 46.01 68.95 下屈服强度MPa ≥140 46.01 68.95 断裂总延伸率At% ≥16 30 34 由表2可以得出钎焊后的同正集流管在抗拉强度上要略高于瑞茵泰集流管，而在延伸率上则要低于瑞茵泰集流管。
综合表1和表2可以得出同正集流管炉前炉后的的力学性能下降率，同正集流管炉后抗拉强度相对于炉前的抗拉强度下降了16.3%，延伸率下降了25%；而瑞茵泰的炉后的抗拉强度相对于炉前下降了32.7%，而延伸率却上升了30%。 （3）集流管钎焊前爆破实验数据
a、同正20*1.5mm集流管爆破测试数据表
爆破点 爆破点
图1 同正炉钎焊前爆破图 图2 同正炉钎焊后爆破图
表3 同正集流管钎焊前后爆破压力表
同正集流管 钎焊前 钎焊后 最大爆破压力(Mpa) 18.076Mpa 17.309Mpa/15.532Mpa 由图1、图2和表3可知，同正集流管钎焊前后的爆破压力的差异；钎焊前，同正集流管爆破压力为18.076Mpa；而钎焊后爆破压力为17.309Mpa/15.532Mpa。并可以看出端盖焊接不牢靠，爆破时易脱离。
b、瑞茵泰20*1.5mm集流管爆破测试数据表
爆破点 爆破点
图3 瑞茵泰炉钎焊后爆破图 图4 瑞茵泰炉钎焊前爆破图
表4瑞茵泰集流管钎焊前后爆破压力表
瑞茵泰集流管 钎焊前 钎焊后 最大爆破压力(Mpa) 15.958Mpa/17.535MPa 16.0561Mpa/16.168MPa
由上图可得，在进行爆破实验测试，得出钎焊前后爆破压力值。爆破点都在集流管焊缝上。都能达到企业标准。
（4）集流管钎焊后盐雾500小时后爆破实验数据 a、同正20*1.5mm集流管爆破测试数据表
爆破点 爆破点
图5 同正炉钎焊后爆破图 图6 同正炉钎焊前爆破图
表5 同正集流管钎焊前后爆破压力表
同正集流管 钎焊前 钎焊后 最大爆破压力(Mpa) 15.331Mpa/13.269Mpa 9.011Mpa/9.426Mpa
由图5、图6和表5可知，同正集流管钎焊前后（酸性盐雾500小时）的爆破压力的差异；钎焊前，同正集流管爆破压力为15.331Mpa/13.269Mpa；而钎焊后爆破压力为9.011Mpa/9.426Mpa。由于同正集流管在酸性盐雾500小时后，集流管产生腐蚀，图5可得，端盖端已经腐蚀严重，导致爆破实验时，端盖脱离。
b、瑞茵泰20*1.5mm集流管爆破测试数据表
爆破点 爆破点
图7 瑞茵泰炉钎焊后爆破图 图8 瑞茵泰炉钎焊前爆破图
表6瑞茵泰集流管钎焊前后爆破压力表
瑞茵泰集流管 钎焊前 钎焊后 最大爆破压力(Mpa) 16.223Mpa 7.071Mpa 由上图可得，在酸性盐雾500小时实验后进行爆破实验测试，得出钎焊前后爆破压力值。而爆破时，瑞茵泰钎焊后的样件在酸性盐雾试验中，端盖与集流管焊接处腐蚀严重，导致实验时端盖处脱落。
同正集流管钎焊前后的盐雾实验后的爆破压力下降了41%，下降率过大，是由于在盐雾试验中，
端盖的腐蚀严重。是的端盖与集流管焊接不牢靠。相同；对于瑞茵泰集流管钎焊前后的盐雾实验后的爆破压力下降了56%，下降率过大的问题点也在端盖焊接的腐蚀。 2、扁管钎焊前后力学性能实验
取相同型号不同厂家（海德鲁3102和瑞斯乐3F03)的25*2-16孔扁管同时进行过炉钎焊。以保持单一变量对不同厂家炉后力学性能的影响。 炉钎焊时钎焊温度参数
钎焊炉条件： 网速1120，
钎焊区温度：一区530，二区545，三区560，四区575，五区595，六区605，七区622，八区626，九区626，十区615。
在相同钎焊炉条件下对扁管样品进行力学性能实验： 扁管炉前炉后力学性能实验数据 扁管温室力学性能标准
表7扁管炉前力学性能标准表
标准 抗拉强度Rm(Mpa) >75 非比例延伸强度Rp(Mpa) >20
下屈服强度(Mpa) >20 延伸率% >25 上屈服强度 (Mpa) >20
（1）扁管钎焊前拉伸实验数据
a、海德鲁3102/25*2-16孔扁管炉前拉伸测试数据表
标准 样件1 样件2 样件3 样件4 样件5 抗拉强度Rm(Mpa) >75 93.27 93.22 94.58 93.2 93.28 非比例延伸强度Rp(Mpa) >20 72.32 70.06 70.69 72.9 70.3 上屈服强度 (Mpa) >20 93.27 93.22 94.58 93.2 93.28 下屈服强度(Mpa) >20 93.25 93.21 94.54 93.2 93.26 延伸率% >25 42 42 44 47 44
b、瑞斯乐3F03/25*2-16孔扁管炉前拉伸测试数据表
标准 样件1 样件2 样件3 样件4 样件5 抗拉强度Rm(Mpa) >75 117.92 119.52 117.58 118.17 118.97 非比例延伸强度Rp(Mpa) >20 98.45 99.66 98.00 99.5 100.98 上屈服强度 (Mpa) >20 117.91 119.52 117.57 118.17 118.97 下屈服强度(Mpa) >20 117.91 119.49 117.56 118.14 118.96 延伸率% >25 36 38 40 44 44 由上表可以得出，在抗拉强度上可以得出，瑞斯乐3F03扁管的抗拉强度要比海德鲁3102扁管的好，两者延伸率相差不多，但海德鲁的要略优良一点。（对于规定非比例延伸强度、上屈服强度和下屈服强度，由于实验设备的问题，所得结果可能不准确，这里不做比较）。 （2）扁管钎焊后拉伸实验数据
由于没有扁管钎焊后的力学性能标准数据，故以炉前的标准（表7）做以参考。 a、海德鲁3102/25*2-16孔扁管炉后拉伸测试数据表
标准 样件1 样件2 样件3 样件4 样件5 抗拉强度Rm(Mpa) >75 79.41 80.74 79.37 76.88 79.85 非比例延伸强度Rp(Mpa) >20 36.65 38.88 33.47 32.02 37.64 上屈服强度 (Mpa) >20 36.65 80.74 33.47 32.02 79.85 下屈服强度(Mpa) >20 36.65 27.56 33.47 32.02 53.23 延伸率% >25 30 30 36 30 28
b、瑞斯乐3F03/25*2-16孔扁管炉后拉伸测试数据表
标准 样件1 样件2 样件3 样件4 样件5 抗拉强度Rm(Mpa) >75 98.74 100.00 101.72 101.80 99.78 非比例延伸强度Rp(Mpa) >20 42.36 40.86 39.02 39.69 41.38 上屈服强度 (Mpa) >20 98.74 100.00 39.02 39.69 41.38 下屈服强度(Mpa) >20 49.52 49.91 39.02 39.69 41.38 延伸率% >25 26 22 26 26 27
由上表对比可以得出，在过炉钎焊后的抗拉强度上可以得出，瑞斯乐3F03扁管的抗拉强度要比海德鲁3102的好，但在延伸率上海德鲁扁管要优良。
综合上述扁管（1）（2）样件炉前炉后的力学性能对比可得，相对于海德鲁扁管而言，其炉后抗拉强度比炉前要下降了15.2%；延伸率下降了29.7%。相对于瑞斯乐扁管而言，其炉后的抗拉强
度比炉前要下降了15.2%；延伸率下降了37.1%。 （3）扁管钎焊前盐雾500小时后拉伸实验数据
由于没有扁管钎焊后的力学性能标准数据，故以炉前的标准（表7）做以参考。 a、海德鲁3102/25*2-16孔扁管拉炉前伸测试数据表
标准 样件1 样件2 抗拉强度Rm(Mpa) >75 73.52 71.09 非比例延伸强度Rp(Mpa) >20 63.58 61.34 上屈服强度 (Mpa) >20 73.52 71.09 下屈服强度(Mpa) >20 62.71 62.75 延伸率% >25 8 6
b、瑞斯乐3F03/25*2-16孔扁管炉前拉伸测试数据表
标准 样件1 样件2 抗拉强度Rm(Mpa) >75 104.35 109.47 非比例延伸强度Rp(Mpa) >20 92.48 90.82 上屈服强度 (Mpa) >20 104.35 109.47 下屈服强度(Mpa) >20 99.6 95.37 延伸率% >25 10 12
由（3）a、b表可以得出，在酸性盐雾500小时后，炉前的海德鲁扁管抗拉强度和延伸率都要差
于瑞斯乐扁管。
（4）扁管钎焊后盐雾500小时后拉伸实验数据 a、海德鲁3102/25*2-16孔扁管炉后拉伸测试数据表
标准 样件1 样件2 抗拉强度Rm(Mpa) >75 58.07 50.40 非比例延伸强度Rp(Mpa) >20 29.21 23.22 上屈服强度 (Mpa) >20 58.07 23.22 下屈服强度(Mpa) >20 33.16 23.22 延伸率% >25 22 20
b、瑞斯乐3F03/25*2-16孔扁管炉后拉伸测试数据表
标准 样件1 样件2 抗拉强度Rm(Mpa) >75 93.40 91.65 非比例延伸强度Rp(Mpa) >20 42.26 38.51 上屈服强度 (Mpa) >20 42.26 38.51 下屈服强度(Mpa) >20 42.26 38.51 延伸率% >25 20 21
由（4）中a、b表可以得出，在酸性盐雾500小时后，炉后的海德鲁扁管抗拉强度差于瑞斯乐扁管；但延伸率差距不大。
综合上述扁管（3）（4）样件盐雾500酸性实验的炉前炉后的力学性能对比可得，相对于海德鲁扁管而言，其炉后抗拉强度比炉前要下降了25%；延伸率提升了200%。相对于瑞斯乐扁管而言，其炉后的抗拉强度比炉前要下降了13.5%；延伸率提升了86%。 3、翅片钎焊前后力学性能实验
取相同型号不同厂家（东阳光和恒秀)的16*0.09mm翅片同时进行过炉钎焊。以保持单一变量对不同厂家炉后力学性能的影响。 炉钎焊时钎焊温度参数
钎焊炉条件： 网速1380，
钎焊区温度：一区530，二区545，三区560，四区580，五区595，六区605，七区616，八区620，九区620，十区612。
在相同钎焊炉条件下对翅片样品进行力学性能实验： 扁管炉前炉后力学性能实验数据 翅片温室力学性能标准
表8翅片炉前力学性能标准表
标准 抗拉强度Rm(Mpa) 165~205 非比例延伸强度Rp(Mpa) >145
下屈服强度(Mpa) >145 延伸率% >0.5 上屈服强度 (Mpa) >145
（4）翅片钎焊前拉伸实验数据 a、恒秀翅片拉伸测试数据表
标准 样件1 样件2 样件3 抗拉强度Rm(Mpa) 165~205 157.72 159.50 151.95 非比例延伸强度Rp(Mpa) >145 155.00 158.00 140.00 上屈服强度 (Mpa) >145 41.02 158.04 51.72 下屈服强度(Mpa) >145 40.70 158.04 47.87 延伸率% >0.5 8.17 6.65 8.03
b、东阳光翅片拉伸测试数据表
标准 样件1 样件2 抗拉强度Rm(Mpa) 165~205 125.39 119.07 非比例延伸强度Rp(Mpa) >145 112.00 99.00 上屈服强度 (Mpa) >145 38.90 98.50 下屈服强度(Mpa) >145 38.81 98.50 延伸率% >0.5 4.16 4.43 由上表可知，恒秀翅片的炉前的抗拉强度和延伸率的力学性能都要优于东阳光翅片。
（5）翅片钎焊后拉伸实验数据 a、恒秀翅片拉伸测试数据表
标准 样件1 样件2 样件3 抗拉强度Rm(Mpa) 165~205 108.46 124.03 115.82 非比例延伸强度Rp(Mpa) >145 35.00 40.00 59.00 上屈服强度 (Mpa) >145 35.35 41.62 65.02 下屈服强度(Mpa) >145 35.35 40.38 56.88 延伸率% >0.5 19.95 28.68 20.37
b、东阳光翅片拉伸测试数据表
标准 样件1 样件2 样件3 抗拉强度Rm(Mpa) 165~205 79.83 88.10 97.74 非比例延伸强度Rp(Mpa) >145 42.00 45.00 44.00 上屈服强度 (Mpa) >145 47.53 59.90 49.75 下屈服强度(Mpa) >145 44.18 53.48 46.77 延伸率% >0.5 13.3 16.76 31.04
由上述表格可知炉后的样件，恒秀翅片的抗拉强度优于东阳光翅片。从表格中看，在延伸率上恒秀的延伸率也要高于东阳光翅片的延伸率。不排除有特例的情况下，如最后一个东阳光的延伸率在31%。
综合翅片炉前和炉后的实验数据可以得出，恒秀翅片炉后的抗拉强度相对于炉前的抗压强度要下降了25.8%。而延伸率却上升了202%。东阳光炉后的抗拉强度相对于炉前的抗压强度要下降了27.5%；而延伸率提升了249.9%。可以得出对于翅片过炉钎焊后，其抗压能力有所降低，但延伸率却能大大的提升。
四、实验结论
1、由表2可以得出钎焊后的同正集流管在抗拉强度上要略高于瑞茵泰集流管，而在延伸率上则要低于瑞茵泰集流管。综合表1和表2可以得出同正集流管炉前炉后的的力学性能下降率，同正集流管炉后抗拉强度相对于炉前的抗拉强度下降了16.3%，延伸率下降了25%；而瑞茵泰的炉后的抗拉强度相对于炉前下降了32.7%，而延伸率却上升了30%。
2、同正集流管钎焊前后的盐雾实验后的爆破压力下降了41%，下降率过大，是由于在盐雾试验中，端盖的腐蚀严重。是的端盖与集流管焊接不牢靠。相同；对于瑞茵泰集流管钎焊前后的盐雾实验后的爆破压力下降了56%，下降率过大的问题点也在端盖焊接的腐蚀。
3、综合上述扁管（1）（2）样件炉前炉后的力学性能对比可得，相对于海德鲁扁管而言，其炉后抗拉强度比炉前要下降了15.2%；延伸率下降了29.7%。相对于瑞斯乐扁管而言，其炉后的抗拉强度比炉前要下降了15.2%；延伸率下降了37.1%。
4、综合上述扁管（3）（4）样件盐雾500酸性实验的炉前炉后的力学性能对比可得，相对于海德鲁扁管而言，其炉后抗拉强度比炉前要下降了25%；延伸率提升了200%。相对于瑞斯乐扁管而言，其炉后的抗拉强度比炉前要下降了13.5%；延伸率提升了86%。
5、综合翅片炉前和炉后的实验数据可以得出，恒秀翅片炉后的抗拉强度相对于炉前的抗压强度要下降了25.8%。而延伸率却上升了202%。东阳光炉后的抗拉强度相对于炉前的抗压强度要下降了27.5%；而延伸率提升了249.9%。可以得出对于翅片过炉钎焊后，其抗压能力有所降低，但延伸率却能大大的提升。
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