Investigation Of Mechanical Properties And Microstructures Of Al-Cu Pipe Joints With Eutectic Welded And Brazed Over Eutectic

Year 2022, Volume: 5 Issue: 2, 18 - 26, 15.12.2022

Uğur Gündüz , Ahmet Demirer

Abstract

In order to ensure tightness, which is one of the most important factors in the refrigeration cycle, strong
aluminum-copper connections must be formed. These connections, which operate in a vibrating
environment, should also prevent gas leaks caused by leaks that may occur as a result of long-term use.
In this study, aluminum and copper pipes connected by eutectic and brazing method were examined,
and these two methods were applied together to a single connection point in order to increase the joint
strength and provide sealing. Explosion test, tensile test and leak test were applied to all sample types,
and their microstructures at the junction interfaces were examined under scanning electron
microscope. As a result of the experimental studies, the shear stress of the eutectic brazed joint was
15.32% higher than the other connection. It has been observed that the specimens connected with the
eutectic braze connection are more resistant to pressure by 4.76% than the eutectic joint. As a result
of the tightness tests, it was determined that the tightness, which was 1%, was reduced from 1% to 0%

Keywords

Aluminum tube, Cooling system, Brazing, Eutectic bond, Sealing, Copper tube;

Ötektik Kaynağı ve Ötektik Üzeri Sert Lehim Uygulanan Al-Cu Boru Bağlantılarının Mekanik Özellik ve Mikroyapılarının İncelenmesi

Abstract

Soğutma çevriminde en önemli faktörlerden biri olan sızdırmazlığın sağlanması için kuvvetli alüminyum
bakır bağlantılarının oluşturulması gerekmektedir. Titreşimli bir ortamda çalışan bu bağlantılar aynı
zamanda uzun süreli kullanımlar sonucunda meydana gelebilecek sızıntılardan kaynaklı gaz kaçaklarına
engel olmalıdır. Bu çalışmada ötektik kaynağı ve ötektik üzeri sert lehim yöntemi ile birleştirilmiş
alüminyum ve bakır borular incelenmiş, bağlantı mukavemetinin artırılması ve sızdırmazlığın sağlaması
için bu iki yöntem tek bir bağlantı noktasına beraberce uygulanmıştır. Tüm numune çeşitlerine patlatma
testi, çekme testi, sızdırmazlık testi uygulanmış olup, taramalı elektron mikroskobu altında bağlantı ara
yüzeylerindeki mikroyapıları incelenmiştir. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda ötektik üzeri sert
lehim bağlantısından kesme gerilmesinin diğer bağlantıya göre %15.32 daha yüksek sonuç elde
edilmiştir. Ötektik üzeri sert lehim bağlantısı ile bağlanan numunelerin, ötektik bağlantıya göre %4,76
oranında basınca daha dayanıklı olduğu görülmüştür. Sızdırmazlık testleri sonucunda ise % 1 oranında
olan sızdırmazlığın % 1 den % 0 oranına düşürüldüğü tespit edilmiştir.

Keywords

Alüminyum boru, Bakır boru, Soğutma sistemi, Sert lehimleme, Ötektik bağ, Sızdırmazlık

References

• Ambroziak A., Lange A., Bialucki P., Derlukiewicze W., Szymczak E. (2020). Comparison of properties of Al-Cu soldered and resistance welded joints. Wrocław University of Science and Technology, Poland, Vol. 92(2) 2020.
• Jung D. J., Rajendran S. H., Jung J. P. (2018). Effect of ZrO2 Nanomaterials on Wettability and Interfacial Characteristics of Al-19Cu-11Si-2Sn Filler Metal for Low Temperature Al to Cu Dissimilar Brazing. Department of Materials Science and Engineering, University of Seoul, Seoul 02504, Korea, Nanomaterials 2018, 8, 784; doi:10.3390/nano8100784.
• Khalil Hazawi, A. R., Abdel-Magied, R. K., & Elsheikh, M.N., 2017. An experimental analysis of a flaring process for tube ends using a novel spinning tool. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 92(1), 157-165.
• Nazari Tiji, S. A., Asgari, A., Gholipour, H., & Djavanroodi, F., 2018. Modeling of equal channel forward extrusion force using response surface approach. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, 232(4), 713-719.
• Oğuz B. (1988). Oerlikon Yayını. Sert Lehimleme Teknikleri.
• Shalaeva M., Loginov Y. (2021). Influence of Recrystallization Annealing Modes on the Mechanical Properties of Copper Pipes After Large Plastic Deformation. https://doi.org/10.1051/matecconf /202134601018.
• Takehiko, W., & Hiyasa, S., 1998. Eutectic bonding of Al pipe to Cu pipe. Journal of the Japan Welding Society, 16(1), 35-44.
• Yilmaz, N. F., & Öztürk, M., 2012. Improvement of mechanical properties of AA1070 aluminium by the addition of borax under different holding conditions. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, 43(12), 1006-1018.
• Yue Z., Li H., Taili S., Quidong Li., Xichuan Z. (2011). Automatic Control System of Copper Pipe and Aluminum Pipe Butt Resistance Welding Machine. 15 (2011) 613 – 617, doi:10.1016/j.proeng.2011.08.114.