发布时间：2021-06-03点击：3665
摘要：针对较厚铜板的焊接难点和易出现的焊接缺陷， ，，，，提出采用钨极氩弧焊加焊剂的方法焊接铜板， ，，，，解决了焊接中出现的缺陷 。。。。。。 。
关键词：铜板；；；；；；；；氩弧焊
1.前言
导电铜排的材料为紫铜(T2),规格为 120*10每根长度约10m左右 。。。。。。 。由于铜的导热能力强， ，，，，冬季气温低， ，，，，焊接时困难较大 。。。。。。 。我公司在以往的生产中从未使用氩弧焊焊接紫铜板， ，，，，没有现成
的工艺供生产使用 。。。。。。 。又因导电铜板对焊缝内部质量要求较高， ，，，，必须保证铜板焊后仍有良好的导电能力， ，，，，这就要求我们必须在模拟现场的条件下， ，，，，做焊接试验， ，，，，以便得到一个合格的焊接工艺用于实际生产 。。。。。。 。
2.试验手段
（1）试验设备：AX-500旋转式直流电焊机一台；；；；；；；；QS-500A水冷式焊把一套；；；；；；；；
（2）焊接材料：HS-201 焊丝， ，，，，气剂301无水酒精， ，，，，氩气， ，，，，氧、乙炔加热工具两套；；；；；；；；
（3）辅助材料：槽钢 10号， ，，，，耐火砖垫板一块 。。。。。。 。
3.焊接中出现的问题
受紫铜物理性能的影响， ，，，，在试焊过程中我们发现有以下几个问题严重影响焊缝质量， ，，，，需要着手解决：
（1）焊缝难熔合及易变形；；；；；；；；
（2）热裂纹；；；；；；；；
（2）气孔 。。。。。。 。
4.原因分析
4.1 焊缝难熔合及易变形
这是我们在焊接铜板时遇到的***个问题 。。。。。。 。在焊完***条试验焊缝后， ，，，，发现焊缝表面成型恶劣， ，，，，两侧熔合不好， ，，，，焊缝从起弧到收弧区间内， ，，，，焊缝宽度逐渐增大， ，，，，宽度相差很大 。。。。。。 。分析产生这个现象的原因， ，，，，只要比较一下铜和铁的物理性能就能找到答案 。。。。。。 。从表 1中我们可以看出， ，，，，20摄氏度时铜的导热系数比铁大 7倍多， ，，，，1000摄氏度时大 11倍多， ，，，，焊接时热量迅速从加热区传导出去， ，，，，使母材与填充金属难以熔合， ，，，，造成焊缝成
型恶劣， ，，，，因此， ，，，，在焊接时必须使用较大的线能量， ，，，，而且还必须采取预热及保温措施 。。。。。。 。预热温度的选取可参考图 1， ，，，，从图中查得 10mm的铜板预热温度为350摄氏度左右 。。。。。。 。另外， ，，，，从表 1可以看出， ，，，，铜的线膨胀系数比铁大15%而收缩率比铁大一倍以上， ，，，，焊接时如工件处于自由状态， ，，，，又无防变形措施， ，，，，必然要产生较大的焊接变形 。。。。。。 。因此， ，，，，在实际工作中， ，，，，我们采取了防变形夹具见图 。。。。。。 。
4.2 热裂纹
氧是铜中常见的杂质， ，，，，铜在熔化状态下很易和氧发生反应， ，，，，产生氧化铜CU2O， ，，，，铜能与氧化铜形成低熔点共晶物CU+CU2O， ，，，，共晶温度为1065摄氏度， ，，，，低于铜的熔点 1083摄氏度 。。。。。。 。当铜从高温冷却下来， ，，，，焊缝温度达到 1083到1065摄氏度之间时， ，，，，铜本身成为固态， ，，，，在焊接应力的作用下， ，，，，形成热裂纹 。。。。。。 。又因紫铜导热性强， ，，，，焊缝易生长成粗大晶粒， ，，，，这也加剧了热裂纹的产生 。。。。。。 。从焊缝断面可以看见焊缝内部高温氧化色彩 。。。。。。 。针对出现的热裂纹我们采
取了如下防护措施 。。。。。。 。认真清理母材两侧油污、氧化皮， ，，，，使它露出金属光泽， ，，，，预热部位要离坡口500mm以上， ，，，，以防坡口过快氧化 。。。。。。 。我们借鉴气焊时加熔剂的工艺， ，，，，在进行氩弧焊前， ，，，，用无水酒精将气剂301调成糊状， ，，，，涂于坡口两侧， ，，，，利用它来除去氧化铜， ，，，，其机理如下：气 剂 301的主 要 成 分 为 硼 砂 (Na2B4O7)和 硼 酸(H3BO3) 。。。。。。 。焊接时， ，，，，硼砂在熔池中迅速与 CU2O. 发生作用， ，，，，形成复盐而浮于熔池表面， ，，，，反应式如下：
NaB407+CU2O----CU(BO2)2*2NaBO2
硼酸在熔池中也与 ,CU20反应形成复盐， ，，，，反应式如下：
4H3BO3+CU2O----5H2O+2HB02+CUO*B2O3
形成的复盐浮于金属表面， ，，，，对液体金属还有一定的�；；；；；；；；ぷ饔� 。。。。。。 。
控制熔池不要过大， ，，，，过大熔池造成晶粒粗大， ，，，，易产生热裂纹 。。。。。。 。通过采用上述工艺， ，，，，热裂纹基本消除 。。。。。。 。
4.3气孔
在试验过程中发现有少量气孔产生， ，，，，为了保证导电截面足够大， ，，，，我们适当加大氩气流量， ，，，，严格控制氧、氢来源， ，，，，仔细清理焊丝表面水分油污及氧化物， ，，，，尽量减缓冷速， ，，，，为气体及时析出创造条件 。。。。。。 。
5.试验结果
解决了上述几个影响铜焊接的问题后， ，，，，我们又反复进行几次试验， ，，，，总结出一套完整而适用的焊接工艺规范见表 2
(1) 焊接前应保证母材、焊材的清洁 。。。。。。 。
(2) 焊接时采用直流正接， ，，，，引弧与收弧均需在引弧板、收弧板上进行 。。。。。。 。
(3)焊接时尽量减少焊接层次， ，，，，保持熔池不要过大 。。。。。。 。
(4)焊接过程中严格进行层间清理， ，，，，确认无任何缺陷方可进行下部焊接 。。。。。。 。
6.标准
使用上述工艺在施工现场焊出了合格的焊缝， ，，，，焊缝的正面成型与反面成型都很美观 。。。。。。 。焊缝经射线探伤后未发现内部缺陷， ，，，，拉伸试验亦表明强度接近母材， ，，，，符合生产需要 。。。。。。 。
来源：中国知网 作者：范金友 编辑：仲天
