发布时间：2021-06-03点击：3664
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保�； ；；；；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
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