一 焊接方法的分類

隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,目前金屬焊接方法的種類很多,如果按照焊接過(guò)程的特點(diǎn)區(qū)分,可以歸納為三大類.：（分類族系法） 熔焊、壓焊、釬焊 。


1）熔焊——定義： 在不是施加壓力的情況下，將待焊處的母材金屬熔化以形成焊縫的焊接方法稱為熔焊。電弧焊：熔化極 熔化極（焊條電弧焊、埋弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊、螺熔化極 柱焊） 非熔化極（鎢極氬弧焊、等離子弧焊、碳弧焊、原子氫 非熔化極焊、氣焊、氧氫、氧乙炔、空氣乙炔、鋁熱焊、電渣焊、電子束焊、 激光焊）。這一類焊接方法的共同特點(diǎn)是,利用局部熱源將焊件的接合處及填充金屬材料(有時(shí)不用填充金屬材料)熔化,不加壓力而互相熔合,冷卻凝固后而形成牢固的接頭.電弧焊、電渣焊都屬于這一類。


2）壓焊——定義：焊接過(guò)程中，必須對(duì)焊件施加壓力(加熱或不加熱)，以完 成焊接的方法稱為壓焊。 電阻焊（點(diǎn)焊、縫焊、凸焊、對(duì)焊、高頻焊)；冷壓焊 （超聲波焊、爆炸焊、鍛焊、擴(kuò)散焊、摩擦焊、氣壓焊）。這一類焊接方法的共同特點(diǎn)是，焊件不論加熱與否均施加一定壓力，使兩結(jié)合面緊密接觸產(chǎn)生結(jié)合作用，從而使兩焊件連接在一起，接觸焊與摩擦焊等都屬于這一類.。


3）釬焊——定義：采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)，低于母材熔化溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材， 填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的焊接方法稱為釬焊 （火焰、感應(yīng)、爐中、浸漬、電子束、紅外線等）。釬焊與熔焊相似，卻有著本質(zhì)的區(qū)別，它是采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)卻低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。

二 紫銅的焊接方法

1.常用焊接方法


焊接紫銅的方法有氣焊、手工碳弧焊、手工電弧焊和手工氬弧焊等方法，大型結(jié)構(gòu)也可采用自動(dòng)焊。


（1）紫銅的氣焊焊接


紫銅最常用的是對(duì)接接頭，搭接接頭和丁字接頭盡量少采用。氣焊可采用兩種焊絲，一種是含有脫氧元素的焊絲，如絲201、202；另一種是一般的紫銅絲和母材的切條，采用氣劑301作助熔劑，氣焊紫銅時(shí)應(yīng)采用中性焰。


（2）紫銅的手工電弧焊。


焊件厚度大于4毫米時(shí)，焊前必須預(yù)熱，預(yù)熱溫度一般在400-500℃左右。用銅107焊條焊接，電源應(yīng)采用直流反接。焊接時(shí)應(yīng)當(dāng)用短弧，焊條不宜作橫向擺動(dòng)。焊條作往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)，可以改善焊縫的成形，長(zhǎng)焊縫應(yīng)采用逐步退焊法，焊接速度應(yīng)盡量快些。


多層焊時(shí)，必須徹底清除層間的熔渣。焊接應(yīng)在通風(fēng)良好的場(chǎng)所進(jìn)行，以防止銅中毒現(xiàn)象。焊后應(yīng)用平頭錘敲擊焊縫，消除應(yīng)力和改善焊縫質(zhì)量。


（3）紫銅的手工氬弧焊


在紫銅手工氬弧焊時(shí)，采用的焊絲有絲201(特制紫銅焊絲)和絲202，也采用紫銅絲，如T2。


焊前應(yīng)對(duì)工件焊接邊緣和焊絲表面的氧化膜、油等臟物都必須清理干凈，避免產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷。清理的方法有機(jī)械清理法和化學(xué)清理法。對(duì)接接頭板厚小于3mm時(shí)，不開(kāi)坡口；


板厚為3～10mm時(shí)， 開(kāi)V型坡口，坡口角度為60°～70°； 板厚大于10mm時(shí)，開(kāi)X型坡口，坡口角度為60°～70°；為避免未焊透，一般不留鈍邊。根據(jù)板厚和坡口尺寸，對(duì)接接頭的裝配間隙在0.5～1.5mm范圍內(nèi)選取。


紫銅手工氬弧焊，通常是采用直流正接，即鎢極接負(fù)極。為了消除氣孔，保證焊縫根部可靠的熔合和焊透，必須提高焊接速度，減少氬氣消耗量，并預(yù)熱焊件。板厚小于3mm時(shí)，預(yù)熱溫度為150～300℃；板厚大于3mm時(shí)，預(yù)熱溫度為350～500℃。預(yù)熱溫度不宜過(guò)高，否則使焊接接頭的機(jī)械性能降低。


（4）紫銅的碳弧焊


碳弧焊使用的電極有碳精電極和石墨電極。紫銅碳弧焊所用的焊絲和氣焊時(shí)一樣，也可用母材剪條，可用氣焊紫銅的助熔劑，如氣劑301等。


2.紫銅焊接實(shí)例


實(shí)例1. 紫銅管的手工鎢極氬弧焊


某單位在設(shè)備安裝中有6個(gè)Φ180mm×10mm 紫銅管（牌號(hào)T2）焊口需要焊接，采用手工鎢極氬弧焊方法取得好效果，其焊接工藝方法如下：


1.1 焊前準(zhǔn)備


1.1.1 焊接設(shè)備為WSE-350型交直流氬弧焊機(jī), 直流正接。焊接材料選用紫銅焊絲（絲201）, 直徑為3mm。氬氣純度≥99.96% 。


1.1.2 坡口組對(duì)時(shí)不留間隙。


1.1.3 銅管的焊接區(qū)域與銅焊絲不得有油污、氧化層、水份等，并露出金屬光澤。


1.1.4 焊接參數(shù)：鎢極：Φ3mm鈰鎢極，噴嘴：Φ14mm，焊接電流160~180A，氬氣流量：15L/min。


1.1.5 預(yù)熱：由于紫銅的導(dǎo)熱系數(shù)和熱膨脹系數(shù)較大，又具有熱脆性，所以焊前對(duì)紫銅管的坡口及坡口兩側(cè)的60mm處進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱方法采用氧-乙炔火焰加熱，預(yù)熱溫度為500℃左右, 測(cè)溫方法為：點(diǎn)接觸測(cè)溫儀。


1.1.6 將管件定位焊兩處（按管周長(zhǎng)三等分，兩處為定位焊，一處為起焊點(diǎn)），定位焊要求長(zhǎng)度≥10mm，焊高3mm為宜。


1.2 施焊


焊接層次為二層，即打底層與蓋面層，均為轉(zhuǎn)動(dòng)焊，焊接位置在時(shí)鐘的10點(diǎn)到11點(diǎn)半，隨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)往上施焊。


1.2.1 打底焊：打底焊采用左向焊法，施焊時(shí)要防止產(chǎn)生氣孔、夾渣、焊瘤及未焊透等缺陷。焊絲與管平面夾角應(yīng)盡量小些，以加強(qiáng)氬氣保護(hù)效果，詳見(jiàn)圖7。




焊槍運(yùn)動(dòng)均勻，控制熔池溫度要適宜，不能太高或太低，焊接過(guò)程才能順利進(jìn)行，關(guān)鍵是要密切注意熔池銅的液體流動(dòng)情況，掌握好熔化、焊透的時(shí)機(jī)，當(dāng)熔池金屬稍有下沉的趨勢(shì)說(shuō)明已焊透（根部成形基本良好）。


采取“間斷”送絲法進(jìn)行填絲，即銅焊絲一送一退，送得“利索”, 退得“干凈”，始終保持這種狀態(tài)均勻地向前焊接，如果焊接速度稍慢或焊透不勻就會(huì)出現(xiàn)未焊透或出現(xiàn)燒穿，而形成焊瘤。其引弧、接頭與操作方法與前述氬弧焊焊管方式相同。


1.2.2 蓋面層的焊接：焊槍左右擺動(dòng)，焊絲也隨焊槍運(yùn)動(dòng)而送絲，電弧運(yùn)動(dòng)到坡口兩側(cè)時(shí)要稍作停頓，并添加焊絲，以填滿坡口，并高出管平面1.5~2mm，焊槍與焊絲相互配合恰當(dāng)，并擺動(dòng)均勻，才能控制熔池形狀一致，才能焊出內(nèi)外質(zhì)量?jī)?yōu)良的焊縫。


1.3 注意事項(xiàng)


1）施焊中嚴(yán)禁“打鎢”（即鎢極與焊絲或鎢極與熔池相接觸）現(xiàn)象發(fā)生。焊接時(shí)“打鎢”時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的金屬煙塵、金屬蒸氣進(jìn)入熔池, 焊縫中就會(huì)產(chǎn)生大量的蜂窩狀氣孔或裂紋，如發(fā)生“打鎢”現(xiàn)象，必須停止焊接，處理打磨干凈后再焊接，并更換鎢極或?qū)㈡u極尖重新修整，達(dá)到無(wú)銅斑金屬為止。


2）搭接線接觸要牢靠，防止擦傷管表面。


3）待焊縫稍冷卻后，再轉(zhuǎn)動(dòng)管件，并墊牢固。


4）控制層間溫度，發(fā)現(xiàn)施焊熔化困難時(shí)，說(shuō)明溫度已低，應(yīng)重新預(yù)熱至500℃以上，再焊接，否則易產(chǎn)生未熔合或熔合不良缺陷。


5）在保證熔合良好的情況下，焊接速度應(yīng)稍快些，并掌握送絲適宜，注意母材與焊絲同時(shí)熔化而融為一體，防止產(chǎn)生未熔合或熔合不良等缺陷。


6）焊接熄弧時(shí)，焊槍不能立即抬起，應(yīng)繼續(xù)利用滯后停氣保護(hù)功能保護(hù)熔池，以防產(chǎn)生氣孔。


1.4 焊后處理


經(jīng)檢查，確無(wú)氣孔、裂紋、夾渣等缺陷后, 將被焊管接頭的焊接區(qū)域重新加熱到600~700℃, 用自來(lái)水急冷，使焊接區(qū)域塑性增加。


實(shí)例2. 氧-乙炔焊焊接δ=2mm薄紫銅板


高爐循環(huán)冷卻水池止水帶為δ=2mm薄紫銅板組對(duì)焊接而成。施焊時(shí)因紫銅導(dǎo)熱性極好，要么由于溫度不夠形不成熔池，造成焊道上的金屬不熔合或熔合不良；要么就是溫度過(guò)高，焊接區(qū)域熔化了一大片，形成燒穿或焊瘤等焊接缺陷，薄紫銅板的焊接是項(xiàng)比較“棘手”的難題。


根據(jù)上述情況采用“黃銅釬焊”的焊接方法可以很好的解決這一難題。焊前的準(zhǔn)備工作和焊接時(shí)操作工藝如下：


1）將焊縫的兩側(cè)各60mm做去污處理并用鋼絲刷打磨露出金屬光澤。


2）焊件組對(duì)不開(kāi)坡口，組對(duì)間隙應(yīng)＜1mm。


3）采用Ф3mm硅黃銅焊絲（絲224）與焊劑301焊劑。


4）將被焊處墊平（墊板采用較平鋼板，要求厚些，以防熱變形）。


5）預(yù)熱，兩名焊工采用中號(hào)焊槍，中性焰同時(shí)加熱施焊處，溫度達(dá)500~600℃。一人焊接, 另一人仍然在施焊位置的前方繼續(xù)加熱，以保證施焊過(guò)程的穩(wěn)定進(jìn)行。


6）預(yù)熱的的焊工采用中性焰，施焊焊工采用微氧化焰。


7）定位焊與正式焊接要連續(xù)進(jìn)行，定位的間距以60~80mm為宜，定位焊點(diǎn)應(yīng)小些。


8）加熱與施焊時(shí)要密切注意焊接區(qū)域溫度的變化，防止過(guò)高與過(guò)低，一般目測(cè)以暗紅色（550~600℃）為宜。


9）焊嘴的擺動(dòng)要平穩(wěn)，并勻速地向前移動(dòng)?；鹧娴难嫘荆òc(diǎn)）要高于熔化池5~8mm?；鹧娴妮喞獞?yīng)始終籠罩著熔池，避免與空氣接觸。保證黃銅液很自然、順利地漫延到焊縫的兩側(cè), 并浸入到間隙中去。


10）為了使焊接接頭的組織結(jié)晶細(xì)密，提高強(qiáng)度與韌性，焊后要用小錘適當(dāng)?shù)那么蚝溉狻?br/>

11）焊后做致密性能檢驗(yàn)。