空调散热器连接铝管失效分析

　　某公司生产的空调机室外散热器的连接铝管在安装使用一段时间后，出现弯折和空调器冷媒渗漏现象，经检查发现近弯折处有横向裂纹.为查出铝管出现裂纹的原因，该公司委托我们对其进行失效分析.通过对失效件的裂纹形貌、材料成分、金相组织、

　　显微硬度等项目的检测和分析，发现连接铝管产生裂纹的原因是由于受外力的作用.

　　1　实验部分

　　1.1　试样

　　试样是该公司提供的空调机室外散热器出现渗漏的连接铝管，铝管的材质为牌号3003变形铝合金，在普通大气环境下工作，运行温度为-10～45℃.用线切割机在连接铝管的裂纹区域截取试样，如图1所示.

　　1.2　测试方法

　　将试样用超声波清洗干净后先目视观察裂纹的宏观形貌，然后采用JSM-5910扫描电子显微镜及NORAN能量色谱分析仪分别对断口进行微观观察及表面元素分析.在失效铝管裂纹附近的横向和纵向分别截取样品，制成金相试样，用LEICADMIRM大型金相显微镜及LEICAQ550MW图像分析仪进行金相组织分析，在400倍显微镜下观察并采集金相组织照片.用VLTIMA Ⅱ大型等离子光谱仪对试样进行材料成分分析.采用MH-50型维氏显微硬度计测试金相试样基体的显微硬度，所用载荷为100g，加载停留时间为15s.

　　2　结果与讨论

　　2.1　裂纹宏观观察

　　连接铝管在室外工作时呈“┎”90°悬空弯折形状，垂直铝管的下端与散热器连接，水平铝管的右上方有一金属重物置于其上，水平铝管右端明显受到重物向下的重力作用.将失效管从裂纹处断开，发现裂纹区域已氧化成暗灰色;裂纹为贯穿型，裂纹在管内表面的长度较管外表面短，显示裂纹是由外向内发展的.结合铝管的设计和裂纹位置，我们可以判定该裂纹在萌发和扩展过程中受到外界(金属重物)拉应力的作用，而且该拉应力的强度较大.失效管内壁和外壁裂纹形貌如图1所示.

　　2.2　裂纹断口微观形貌

　　在电子显微镜下观察裂纹外表面，可见外表面为带粘连的裂纹，见图2.图3为裂纹断口表面形貌.图3显示，断口表面为不明显的韧[1-2]，未见有腐蚀产物的堆积.用能谱分析仪对该表面进行元素分析，未发现有其他的腐蚀性元素，说明裂纹不是因腐蚀而造成的.断口表面为不明显的韧窝，说明材料在破断中受到外界拉应力的作用.

　　2.3　金相分析

　　图4为裂纹附近纵向和横向的基体显微组织.由图4可知，基体组织为经过均匀化处理的单相α(Al)，(α(Al)是面心立方金属，一般除应力腐蚀外均容易发生由滑移引起的形变)，枝晶网组成物已完全固溶，Mn的析出质点多且细小均匀.金相分析证实，材料经过良好的固溶处理，组织均匀，未发现明显的成分偏析.