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焊接方法的分类与紫铜常用的焊接方法

发布日期:2020-09-20 03:24 作者:亚博足彩App 点击:

  随着生产和科学技术的不断发展,目前金属焊接方法的种类很多,如果按照焊接过程的特点区分,可以归纳为三大类.:(分类族系法) 熔焊、压焊、钎焊 。

  1)熔焊——定义: 在不是施加压力的情况下,将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法称为熔焊。电弧焊:熔化极 熔化极(焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、螺熔化极 柱焊) 非熔化极(钨极氩弧焊、等离子弧焊、碳弧焊、原子氢 非熔化极焊、气焊、氧氢、氧乙炔、空气乙炔、铝热焊、电渣焊、电子束焊、 激光焊)。这一类焊接方法的共同特点是,利用局部热源将焊件的接合处及填充金属材料(有时不用填充金属材料)熔化,不加压力而互相熔合,冷却凝固后而形成牢固的接头.电弧焊、电渣焊都属于这一类。

  2)压焊——定义:焊接过程中,必须对焊件施加压力(加热或不加热),以完 成焊接的方法称为压焊。 电阻焊(点焊、缝焊、凸焊、对焊、高频焊);冷压焊 (超声波焊、爆炸焊、锻焊、扩散焊、摩擦焊、气压焊)。这一类焊接方法的共同特点是,焊件不论加热与否均施加一定压力,使两结合面紧密接触产生结合作用,从而使两焊件连接在一起,接触焊与摩擦焊等都属于这一类.。

  3)钎焊——定义:采用比母材熔点低的金属材料作钎料,将焊件和钎料加热到高于钎料熔点,低于母材熔化温度,利用液态钎料润湿母材, 填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的焊接方法称为钎焊 (火焰、感应、炉中、浸渍、电子束、红外线等)。钎焊与熔焊相似,却有着本质的区别,它是采用比母材熔点低的金属材料作钎料,将焊件和钎料加热到高于钎料熔点却低于母材熔点的温度,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。

  焊接紫铜的方法有气焊、手工碳弧焊、手工电弧焊和手工氩弧焊等方法,大型结构也可采用自动焊。

  紫铜最常用的是对接接头,搭接接头和丁字接头尽量少采用。气焊可采用两种焊丝,一种是含有脱氧元素的焊丝,如丝201、202;另一种是一般的紫铜丝和母材的切条,采用气剂301作助熔剂,气焊紫铜时应采用中性焰。

  焊件厚度大于4毫米时,焊前必须预热,预热温度一般在400-500℃左右。用铜107焊条焊接,电源应采用直流反接。焊接时应当用短弧,焊条不宜作横向摆动。焊条作往复的直线运动,可以改善焊缝的成形,长焊缝应采用逐步退焊法,焊接速度应尽量快些。

  多层焊时,必须彻底清除层间的熔渣。焊接应在通风良好的场所进行,以防止铜中毒现象。焊后应用平头锤敲击焊缝,消除应力和改善焊缝质量。

  在紫铜手工氩弧焊时,采用的焊丝有丝201(特制紫铜焊丝)和丝202,也采用紫铜丝,如T2。

  焊前应对工件焊接边缘和焊丝表面的氧化膜、油等脏物都必须清理干净,避免产生气孔、夹渣等缺陷。清理的方法有机械清理法和化学清理法。对接接头板厚小于3mm时,不开坡口;

  板厚为3~10mm时, 开V型坡口,坡口角度为60°~70°; 板厚大于10mm时,开X型坡口,坡口角度为60°~70°;为避免未焊透,一般不留钝边。根据板厚和坡口尺寸,对接接头的装配间隙在0.5~1.5mm范围内选取。

  紫铜手工氩弧焊,通常是采用直流正接,即钨极接负极。为了消除气孔,保证焊缝根部可靠的熔合和焊透,必须提高焊接速度,减少氩气消耗量,并预热焊件。板厚小于3mm时,预热温度为150~300℃;板厚大于3mm时,预热温度为350~500℃。预热温度不宜过高,否则使焊接接头的机械性能降低。

  碳弧焊使用的电极有碳精电极和石墨电极。紫铜碳弧焊所用的焊丝和气焊时一样,也可用母材剪条,可用气焊紫铜的助熔剂,如气剂301等。

  某单位在设备安装中有6个Φ180mm×10mm 紫铜管(牌号T2)焊口需要焊接,采用手工钨极氩弧焊方法取得好效果,其焊接工艺方法如下:

  1.1.1 焊接设备为WSE-350型交直流氩弧焊机, 直流正接。焊接材料选用紫铜焊丝(丝201), 直径为3mm。氩气纯度≥99.96% 。

  1.1.3 铜管的焊接区域与铜焊丝不得有油污、氧化层、水份等,并露出金属光泽。

  1.1.4 焊接参数:钨极:Φ3mm铈钨极,喷嘴:Φ14mm,焊接电流160~180A,氩气流量:15L/min。

  1.1.5 预热:由于紫铜的导热系数和热膨胀系数较大,又具有热脆性,所以焊前对紫铜管的坡口及坡口两侧的60mm处进行预热,预热方法采用氧-乙炔火焰加热,预热温度为500℃左右, 测温方法为:点接触测温仪。

  1.1.6 将管件定位焊两处(按管周长三等分,两处为定位焊,一处为起焊点),定位焊要求长度≥10mm,焊高3mm为宜。

  焊接层次为二层,即打底层与盖面层,均为转动焊,焊接位置在时钟的10点到11点半,随机转动往上施焊。

  1.2.1 打底焊:打底焊采用左向焊法,施焊时要防止产生气孔、夹渣、焊瘤及未焊透等缺陷。焊丝与管平面夹角应尽量小些,以加强氩气保护效果,详见图7。

  焊枪运动均匀,控制熔池温度要适宜,不能太高或太低,焊接过程才能顺利进行,关键是要密切注意熔池铜的液体流动情况,掌握好熔化、焊透的时机,当熔池金属稍有下沉的趋势说明已焊透(根部成形基本良好)。

  采取“间断”送丝法进行填丝,即铜焊丝一送一退,送得“利索”, 退得“干净”,始终保持这种状态均匀地向前焊接,如果焊接速度稍慢或焊透不匀就会出现未焊透或出现烧穿,而形成焊瘤。其引弧、接头与操作方法与前述氩弧焊焊管方式相同。

  1.2.2 盖面层的焊接:焊枪左右摆动,焊丝也随焊枪运动而送丝,电弧运动到坡口两侧时要稍作停顿,并添加焊丝,以填满坡口,并高出管平面1.5~2mm,焊枪与焊丝相互配合恰当,并摆动均匀,才能控制熔池形状一致,才能焊出内外质量优良的焊缝。

  1)施焊中严禁“打钨”(即钨极与焊丝或钨极与熔池相接触)现象发生。焊接时“打钨”时会产生大量的金属烟尘、金属蒸气进入熔池, 焊缝中就会产生大量的蜂窝状气孔或裂纹,如发生“打钨”现象,必须停止焊接,处理打磨干净后再焊接,并更换钨极或将钨极尖重新修整,达到无铜斑金属为止。

  4)控制层间温度,发现施焊熔化困难时,说明温度已低,应重新预热至500℃以上,再焊接,否则易产生未熔合或熔合不良缺陷。

  5)在保证熔合良好的情况下,焊接速度应稍快些,并掌握送丝适宜,注意母材与焊丝同时熔化而融为一体,防止产生未熔合或熔合不良等缺陷。

  6)焊接熄弧时,焊枪不能立即抬起,应继续利用滞后停气保护功能保护熔池,以防产生气孔。

  经检查,确无气孔、裂纹、夹渣等缺陷后, 将被焊管接头的焊接区域重新加热到600~700℃, 用自来水急冷,使焊接区域塑性增加。

  高炉循环冷却水池止水带为δ=2mm薄紫铜板组对焊接而成。施焊时因紫铜导热性极好,要么由于温度不够形不成熔池,造成焊道上的金属不熔合或熔合不良;要么就是温度过高,焊接区域熔化了一大片,形成烧穿或焊瘤等焊接缺陷,薄紫铜板的焊接是项比较“棘手”的难题。

  根据上述情况采用“黄铜钎焊”的焊接方法可以很好的解决这一难题。焊前的准备工作和焊接时操作工艺如下:

  5)预热,两名焊工采用中号焊枪,中性焰同时加热施焊处,温度达500~600℃。一人焊接, 另一人仍然在施焊位置的前方继续加热,以保证施焊过程的稳定进行。

  7)定位焊与正式焊接要连续进行,定位的间距以60~80mm为宜,定位焊点应小些。

  8)加热与施焊时要密切注意焊接区域温度的变化,防止过高与过低,一般目测以暗红色(550~600℃)为宜。

  9)焊嘴的摆动要平稳,并匀速地向前移动。火焰的焰芯(白点)要高于熔化池5~8mm。火焰的轮廓应始终笼罩着熔池,避免与空气接触。保证黄铜液很自然、顺利地漫延到焊缝的两侧, 并浸入到间隙中去。

  10)为了使焊接接头的组织结晶细密,提高强度与韧性,焊后要用小锤适当的敲打焊肉。

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