銅及銅合金焊接規(guī)程

銅及銅合金焊接規(guī)程本規(guī)程規(guī)定了銅及銅合金焊接的基本要求，適用于銅及銅合金的手工鎢極氬弧焊、氣焊、熔化極氬弧焊和自動(dòng)埋弧焊等焊接的銅及銅合金制單層容器、襯銅容器的銅焊接工藝。一、焊接用材料：1.焊接用氬氣純度?99.99%,露點(diǎn)?-50?,并應(yīng)符合GB/T4842或GB10624的規(guī)定。當(dāng)瓶裝氬氣的壓力?0.5Mpa時(shí)不宜使用。當(dāng)預(yù)熱不方便或要求熔深較大時(shí)可用70%Ar+30%N2的混合氣體。氮和氦作保護(hù)氣體是氬氣時(shí)熔深的2~3倍，但氮?dú)庖踩菀讱饪自龆鄡A向。2.手工鎢極氬弧焊電極采用鈰鎢電極。電極直徑應(yīng)根據(jù)焊接電流大小來選擇（使用時(shí)一般比焊接電流所要求的規(guī)格大一號(hào)的鎢極）,3.焊劑主要作用是去除氧化膜和其它一些雜質(zhì),防止熔池金屬氧化和其它氣體侵入熔池,并改善液體金屬的流動(dòng)性。使用時(shí)可用無水酒精調(diào)成糊狀或直接將焊劑粉放在坡口和兩側(cè)或用焊絲醮焊劑再焊接。在氣體保護(hù)焊時(shí)也可以使用焊劑以增強(qiáng)對(duì)熔池的保護(hù)作用。4.對(duì)比較重要結(jié)構(gòu),為了消除氧的不良影響,必須選用含有鋁、鈦等強(qiáng)脫氧劑的焊絲；為了防止合金元素在焊接過程中氧化和蒸發(fā)：焊接黃銅（防止鋅氧化和蒸發(fā)）時(shí)可選用含硅的焊絲并快速焊以減少高溫停留時(shí)間,焊錫青銅（防止錫氧化和蒸發(fā)）時(shí)可采用含硅、磷等脫氧劑的焊絲并用硼砂和硼酸作熔劑，焊接鋁青銅（防止鋁氧化和蒸發(fā)）可采用氯化鹽和氟化鹽組成的熔劑。二、施焊焊工：.應(yīng)按6850236《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》中的規(guī)定考試合格。三、焊前準(zhǔn)備：銅材坡口加工應(yīng)采用機(jī)械方法（含剪切），如采用等離子火焰方法加工應(yīng)從變色部分機(jī)械加工去掉不少于3mm，加工后的坡口表面應(yīng)平整、光滑，不得有裂紋、分層、夾雜、毛刺、飛邊和氧化色。坡口表面應(yīng)呈金屬光澤；必要時(shí)對(duì)坡口及兩側(cè)不少于30mm范圍內(nèi)一般應(yīng)進(jìn)行100%PT。焊絲、坡口表面及其兩側(cè)不少于30mm范圍內(nèi)必須表面的水、油污進(jìn)行清理（包括去表面氧化膜、鱗片、污染和不合格的氧化色）。打磨可用“0.15?0.2不銹鋼絲盤刷金屬磨頭、和丙酮（沾丙酮的白布應(yīng)干凈，不要使用棉布或棉紗，以避免擦拭時(shí)帶出毛絨），但應(yīng)注意這些工具在使用前應(yīng)被清理干凈；盡量不要用砂輪打磨。對(duì)于外委熱加工的部件，如封頭等，原則上在進(jìn)廠后應(yīng)對(duì)銅材表面進(jìn)行100%PT，必要時(shí)對(duì)不能確定的部位進(jìn)行RT。焊絲表面可用不銹鋼絲刷或干凈的油砂紙擦洗；對(duì)表面氧化皮較厚的焊絲在焊前打磨后還需要化學(xué)清理?；瘜W(xué)清理：用HNO375cm3/L+H2SO4100cm3/L+HC175cm3/L混合液清洗，再用堿水沖洗，最后用干凈的清水沖凈熱風(fēng)吹干。對(duì)銅材也可參考此法。5.清理干凈的焊絲和焊件應(yīng)保持清潔和干燥，不得用手觸摸焊接部位，焊前嚴(yán)禁污染，則應(yīng)重新進(jìn)行清理，局部污染可局部重新清理；最好用白紙覆蓋在坡口用兩側(cè)。如清理后8h之內(nèi)未焊，焊前就應(yīng)重新清理。6.焊件裝配應(yīng)準(zhǔn)確，如果裝配不良時(shí)，應(yīng)考慮換部件，而不得強(qiáng)行組對(duì)，以避免造成過大的應(yīng)力。在正式焊接前應(yīng)對(duì)坡口尺寸進(jìn)行檢查，合格后方可施焊。7.定位焊選用的焊絲及采取的工藝措施與焊接工藝相同。焊件組對(duì)時(shí)在應(yīng)力集中處（如焊縫交叉處和工件上的轉(zhuǎn)角處等）盡量避免進(jìn)行定位焊，定位焊縫不得有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷，否則必須清除重焊。重焊應(yīng)在附近區(qū)域進(jìn)行，而不要在原處點(diǎn)焊。焊接縱縫時(shí)，必須在焊件兩端放置引弧板和退弧板，引弧板和退弧板采用與被焊件相同牌號(hào)和厚度的銅材。焊接環(huán)縫時(shí)盡量避免產(chǎn)生弧坑。焊接過程中定位焊點(diǎn)開裂，造成板邊錯(cuò)位或間隙變化，應(yīng)立即停止焊接，經(jīng)修復(fù)后才能繼續(xù)施焊。墊板材料一般為石墨制作墊板，因?yàn)槭珜?dǎo)熱慢，保溫性好。當(dāng)銅板較厚或墊板裝配間隙較大時(shí)，可用粘土泥封住間隙，焊后去掉即可。也可以用焊劑（這里指埋弧焊用焊劑如HJ431）若電流較大還應(yīng)考慮焊劑層應(yīng)有一定的厚度。墊板尺寸可按下圖：四、焊接要求：持證焊工應(yīng)按焊接工藝文件和其它文件焊接。在焊接環(huán)境出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，應(yīng)采取有效防護(hù)措施，否則不準(zhǔn)施焊：1）焊接環(huán)境不清潔，有灰塵、煙霧；2）焊接環(huán)境風(fēng)速大于或等于1.5m/s；焊接環(huán)境相對(duì)濕度大于80%；下雨、下雪的室外作業(yè)；焊接溫度低于5?；.銅材產(chǎn)品焊接設(shè)在專門的場(chǎng)地，場(chǎng)地應(yīng)鋪設(shè)橡膠或絨布；焊接時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離通風(fēng)口和門窗以避免影響氣體保護(hù)效果。.用手工鎢極氬弧焊焊接純銅、黃銅（Cu-Zn）、錫青銅（Cu-Sn）和白銅（Cu-Ni）都用直流正接；鋁青銅（Cu-Al）和硅青銅（Cu-Si）用交流以除表面氧化膜。熔化極氬弧焊和自動(dòng)埋弧焊都用直流反接。.焊前預(yù)熱：由于銅材導(dǎo)熱性能很強(qiáng)，因此一般手工鎢極氬弧焊焊接大于4mm厚度時(shí)，焊前都應(yīng)預(yù)熱，純銅4?12mm預(yù)熱200?450?；青銅和白銅預(yù)150?200?；硅青銅和磷青銅可不預(yù)熱并控制層間溫度不超過100??？梢暰唧w情況用火焰或遠(yuǎn)紅外線板進(jìn)行加熱。6.氣焊紫銅和青銅一般用中性火焰，因?yàn)檠趸嬉自斐稍責(zé)龘p，還原焰由于含H而容易產(chǎn)生氣孔。黃銅用弱氧化焰，以便生成氧化鋅并脫H減少氣孔。氣焊一般不開坡口，只單面單層焊，以避免多次多層焊變形。焊后可以錘擊以細(xì)化晶粒，如板厚不超過5mm時(shí)可沿焊縫兩側(cè)各100mm處錘擊，當(dāng)厚度大于5mm時(shí)可先加熱到500?600度錘擊，再加熱到500~600度用水激冷。一條焊縫應(yīng)盡量一次焊完，不得已中途停焊后重新焊接時(shí)，應(yīng)重疊10~20mm。徹底清除表面污染、夾渣等缺陷?；】討?yīng)填滿，接弧處應(yīng)熔合焊透。一般熄弧采用堆高熄弧法：收弧時(shí)勻速抬高電弧，同時(shí)加速填充焊絲，直至電弧熄滅，使熄弧處焊縫局部凸出，必要時(shí)打磨超標(biāo)的余高。在焊機(jī)上有衰減裝置時(shí)，此熄弧方法效果更好。C、D類接頭的焊縫與母材應(yīng)呈圓滑過渡。焊縫和熱影響區(qū)表面應(yīng)進(jìn)行100%檢查，不得有裂紋、未熔合、氣孔、弧坑、夾渣和飛濺物等缺陷，焊縫外不應(yīng)有打弧點(diǎn)。銅材壓力容器焊縫表面不應(yīng)有咬邊。常壓容器焊縫表面的咬邊深度不應(yīng)大于0.5mm，咬邊連續(xù)長度不應(yīng)大于100mm，焊縫兩側(cè)咬邊的總長度不應(yīng)超過該焊縫長度的10%。11.應(yīng)注意銅材立焊和仰焊不容易實(shí)現(xiàn)，一般不安排這種位置。換熱器換熱管焊接順序：管板組裝（換熱管預(yù)留長度應(yīng)不少于4mm，以便后面的機(jī)加工）；管端及管板清理；一端脹管；焊接一面管板；機(jī)加工未焊換熱管管端；脹管；管端及管板清理；焊接未焊一面的換熱管。焊接時(shí)第一層一般不加絲焊（第一層是否進(jìn)行PT或氣密性檢測(cè)按規(guī)定），但其它層應(yīng)加絲焊。銅五、焊縫返修：對(duì)需要返修的缺陷應(yīng)當(dāng)分析產(chǎn)生原因，提出改進(jìn)措施，編制焊接返修工藝（應(yīng)考慮加工裝防焊接變形）后才能開始返修（下表為一般情況下焊縫缺陷及原因分析）；焊縫同一部位返修次數(shù)不宜超過2次。一般用金屬磨頭清除缺陷和開坡口。如果缺陷較深時(shí)，可先用規(guī)定的手工銑打磨，再用金屬磨頭打磨坡口表面。坡口應(yīng)寬度均勻、表面平滑和便于施焊的凹槽，凹槽兩端有一定的坡度（一般不大于1：3）。返修前需將缺陷清除干凈，一般應(yīng)進(jìn)行100%PT確認(rèn)（若缺陷是裂紋，則必須進(jìn)行100%PT）。補(bǔ)焊時(shí)只需將缺陷除盡即可，不要挖得太深，必要時(shí)進(jìn)行RT進(jìn)行確認(rèn)缺陷已完全清除。補(bǔ)焊時(shí)先不填絲，用電弧對(duì)補(bǔ)焊區(qū)金屬熔化；填絲后電弧應(yīng)稍偏向焊絲，防補(bǔ)焊區(qū)金屬過熱，電弧可在補(bǔ)焊長度方向上適度往復(fù)移動(dòng)，以延長熔池存在時(shí)間，以利于氫氣泡從熔池逸出。返修焊縫性能和質(zhì)量要求應(yīng)與原焊縫相同；銅焊接主要焊縫缺陷是氣孔和裂紋：氣孔產(chǎn)生原因：銅焊接氣孔主要是氫進(jìn)入焊接熔池而形成的。氫來源有：材料、焊絲、保護(hù)氣體、送絲機(jī)構(gòu)、焊工的手套和環(huán)境濕度太高等，如焊絲被污染、材料及焊絲本身的氧化膜、送絲機(jī)構(gòu)上有油污或冷凝汗?jié)n等。預(yù)防措施：材料及焊絲內(nèi)的含氫量?0.4mL/100g；被焊件表面應(yīng)去除油污及氧化膜，存放時(shí)間不超過4h。表面清理后應(yīng)用干燥、潔凈、不起毛的物件覆蓋坡口及兩側(cè)；焊絲盡量使用拋光焊絲，不然處理方法同上；保護(hù)氣體內(nèi)雜質(zhì)含量：H2?0.001%；O2?0.02%；N2?0.1%；H2O?0.02%；6.1.5保護(hù)氣體管路：一般采用不銹鋼管或銅管，軟管采用塑料管而不能用橡膠等易吸水的軟管；焊前應(yīng)檢查冷卻水管道，確保不會(huì)漏水；當(dāng)環(huán)境濕度很大時(shí)，應(yīng)對(duì)保護(hù)氣體進(jìn)行加熱對(duì)管路進(jìn)行吹掃；送絲機(jī)構(gòu)：不得有油污，送絲同采用聚四氟乙烯管，并焊前清理管內(nèi)污染和冷凝水；6.1.7現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境：溫度不宜超過25?，相對(duì)濕度不超過50%，保持環(huán)境清潔；焊工：工作服裝盡量是白色的，以便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和清理污染。焊時(shí)注意汗水和油漬不要再次污染焊件；在焊前都應(yīng)在試板上試焊，以便檢查保護(hù)氣體和管路是否合格。焊接工藝上預(yù)防措施：用雙面焊代替單面焊；每道焊縫薄時(shí)比厚時(shí)有利于氣孔逸出；大直徑焊絲有利于減少氣孔；焊前預(yù)熱、焊后緩冷；降低電弧電壓、增大電流、降低焊接速度，有利于減少氣孔。6.2裂紋產(chǎn)生原因：材料焊接性較差；選擇焊絲時(shí)沒考慮抗裂性；結(jié)構(gòu)的拘束度過大。預(yù)防措施：對(duì)焊接性較差的銅材在焊接前應(yīng)考慮其抗裂性而不能只考慮強(qiáng)度；必要時(shí)可考慮對(duì)焊件進(jìn)行退火后焊接，焊后再淬火時(shí)效。選擇抗裂紋性好的焊絲，如含Si等低熔點(diǎn)元素的焊絲。6.2.3盡量減少焊接接頭的拘束度，合理安排焊接順序，讓焊縫能夠有橫向收縮余量，以