銅及銅合金焊接規(guī)程完整

./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≤-50℃,并應符合GB/T4842或GB10624的規(guī)定。當瓶裝氬氣的壓力≤0.5Mpa時不宜使用。當預熱不方便或要求熔深較大時可用70%Ar+30%N2的混合氣體。氮和氦作保護氣體是氬氣時熔深的2~3倍,但氮氣也容易氣孔增多傾向。2.手工鎢極氬弧焊電極采用鈰鎢電極。電極直徑應根據焊接電流大小來選擇〔使用時一般比焊接電流所要求的規(guī)格大一號的鎢極,3.焊劑主要作用是去除氧化膜和其它一些雜質,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性。使用時可用無水酒精調成糊狀或直接將焊劑粉放在坡口和兩側或用焊絲醮焊劑再焊接。在氣體保護焊時也可以使用焊劑以增強對熔池的保護作用。4.對比較重要結構,為了消除氧的不良影響,必須選用含有鋁、鈦等強脫氧劑的焊絲；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)時可選用含硅的焊絲并快速焊以減少高溫停留時間,焊錫青銅〔防止錫氧化和蒸發(fā)時可采用含硅、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。5.二、施焊焊工：1.應按GB50236《現場設備工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)》中的規(guī)定考試合格。三、焊前準備：1.銅材坡口加工應采用機械方法〔含剪切,如采用等離子火焰方法加工應從變色部分機械加工去掉不少于3mm,加工后的坡口表面應平整、光滑,不得有裂紋、分層、夾雜、毛刺、飛邊和氧化色。坡口表面應呈金屬光澤；必要時對坡口及兩側不少于30mm圍一般應進行100%PT。2.焊絲、坡口表面及其兩側不少于30mm圍必須表面的水、油污進行清理〔包括去表面氧化膜、鱗片、污染和不合格的氧化色。打磨可用φ0.15~0.2不銹鋼絲盤刷金屬磨頭、和丙酮〔沾丙酮的白布應干凈,不要使用棉布或棉紗,以避免擦拭時帶出毛絨,但應注意這些工具在使用前應被清理干凈；盡量不要用砂輪打磨。3.對于外委熱加工的部件,如封頭等,原則上在進廠后應對銅材表面進行100%PT,必要時對不能確定的部位進行RT。4.焊絲表面可用不銹鋼絲刷或干凈的油砂紙擦洗；對表面氧化皮較厚的焊絲在焊前打磨后還需要化學清理?；瘜W清理：用HNO375cm3/L+H2SO4100cm3/L+HCl75cm3/L混合液清洗,再用堿水沖洗,最后用干凈的清水沖凈熱風吹干。對銅材也可參考此法。5.清理干凈的焊絲和焊件應保持清潔和干燥,不得用手觸摸焊接部位,焊前嚴禁污染,否則應重新進行清理,局部污染可局部重新清理；最好用白紙覆蓋在坡口用兩側。如清理后8h之未焊,焊前就應重新清理。6.焊件裝配應準確,如果裝配不良時,應考慮換部件,而不得強行組對,以避免造成過大的應力。在正式焊接前應對坡口尺寸進行檢查,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。8.焊件組對時在應力集中處〔如焊縫交叉處和工件上的轉角處等盡量避免進行定位焊,定位焊縫不得有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷,否則必須清除重焊。重焊應在附近區(qū)域進行,而不要在原處點焊。9.焊接縱縫時,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和厚度的銅材。焊接環(huán)縫時盡量避免產生弧坑。10.焊接過程中定位焊點開裂,造成板邊錯位或間隙變化,應立即停止焊接,經修復后才能繼續(xù)施焊。11.墊板材料一般為石墨制作墊板,因為石墨導熱慢,保溫性好。當銅板較厚或墊板裝配間隙較大時,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HJ431四、焊接要求：1.持證焊工應按焊接工藝文件和其它文件焊接。2.在焊接環(huán)境出現下列情況之一時,應采取有效防護措施,否則不準施焊：1>焊接環(huán)境不清潔,有灰塵、煙霧；2>焊接環(huán)境風速大于或等于1.5m/s；3>焊接環(huán)境相對濕度大于80%；4>下雨、下雪的室外作業(yè)；5>焊接溫度低于5℃；3.銅材產品焊接設在專門的場地,場地應鋪設橡膠或絨布；焊接時應遠離通風口和門窗以避免影響氣體保護效果。4.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埋弧焊都用直流反接。5.焊前預熱：由于銅材導熱性能很強,因此一般手工鎢極氬弧焊焊接大于4mm厚度時,焊前都應預熱,純銅4~12mm預熱200~450℃；青銅和白銅預150~200℃；硅青銅和磷青銅可不預熱并控制層間溫度不超過100℃?？梢暰唧w情況用火焰或遠紅外線板進行加熱。6.氣焊紫銅和青銅一般用中性火焰,因為氧化焰易造成元素燒損,還原焰由于含H而容易產生氣孔。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。焊后可以錘擊以細化晶粒,如板厚不超過5mm時可沿焊縫兩側各100mm處錘擊,當厚度大于5mm時可先加熱到500~600度錘擊,再加熱到500~600度用水激冷。7.一條焊縫應盡量一次焊完,不得已中途停焊后重新焊接時,應重疊10~20mm。徹底清除表面污染、夾渣等缺陷?；】討顫M,接弧處應熔合焊透。一般熄弧采用堆高熄弧法：收弧時勻速抬高電弧,同時加速填充焊絲,直至電弧熄滅,使熄弧處焊縫局部凸出,必要時打磨超標的余高。在焊機上有衰減裝置時,此熄弧方法效果更好。8.

C、D類接頭的焊縫與母材應呈圓滑過渡。9.焊縫和熱影響區(qū)表面應進行100%檢查,不得有裂紋、未熔合、氣孔、弧坑、夾渣和飛濺物等缺陷,焊縫外不應有打弧點。10.銅材壓力容器焊縫表面不應有咬邊。常壓容器焊縫表面的咬邊深度不應大于0.5mm,咬邊連續(xù)長度不應大于100mm,焊縫兩側咬邊的總長度不應超過該焊縫長度的10%。11.應注意銅材立焊和仰焊不容易實現,一般不安排這種位置。12.換熱器換熱管焊接順序：管板組裝〔換熱管預留長度應不少于4mm,以便后面的機加工；管端及管板清理；一端脹管；焊接一面管板；機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。焊接時第一層一般不加絲焊〔第一層是否進行PT或氣密性檢測按規(guī)定,但其它層應加絲焊。13.銅五、焊縫返修：1.對需要返修的缺陷應當分析產生原因,提出改進措施,編制焊接返修工藝〔應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；2.焊縫同一部位返修次數不宜超過2次。3.一般用金屬磨頭清除缺陷和開坡口。如果缺陷較深時,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。4.返修前需將缺陷清除干凈,一般應進行100%PT確認〔若缺陷是裂紋,則必須進行100%PT。補焊時只需將缺陷除盡即可,不要挖得太深,必要時進行RT進行確認缺陷已完全清除。補焊時先不填絲,用電弧對補焊區(qū)金屬熔化；填絲后電弧應稍偏向焊絲,防補焊區(qū)金屬過熱,電弧可在補焊長度方向上適度往復移動,以延長熔池存在時間,以利于氫氣泡從熔池逸出。6.1氣孔產生原因：銅焊接氣孔主要是氫進入焊接熔池而形成的。氫來源有：材料、焊絲、保護氣體、送絲機構、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、送絲機構上有油污或冷凝汗?jié)n等。預防措施：材料及焊絲的含氫量≤0.4mL/100g；6.1.2被焊件表面應去除油污及氧化膜,存放時間不超過4h。表面清理后應用干燥、潔凈、不起毛的物件覆蓋坡口及兩側；6.1.3焊絲盡量使用拋光焊絲,不然處理方法同上；6.1.4保護氣體雜質含量：H2≤0.001%；O2≤0.02%；N2≤0.1%；H2O≤0.02%；保護氣體管路：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；焊前應檢查冷卻水管道,確保不會漏水；當環(huán)境濕度很大時,應對保護氣體進行加熱對管路進行吹掃；6.1.6送絲機構：不得有油污,送絲同采用聚四氟乙烯管,并焊前清理管污染和冷凝水；現場環(huán)境：溫度不宜超過25℃,相對濕度不超過50%,保持環(huán)境清潔；焊工：工作服裝盡量是白色的,以便能及時發(fā)現和清理污染。焊時注意汗水和油漬不要再次污染焊件；6.1.9在焊前都應在試板上試焊,以便檢查保護氣體和管路是否合格。6.1.10焊接工藝上預防措施：用雙面焊代替單面焊；每道焊縫薄時比厚時有利于氣孔逸出；大直徑焊絲有利于減少氣孔；焊前預熱、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裂紋產生原因：材料焊接性較差；選擇焊絲時沒考慮抗裂性；結構的拘束度過大。預防措施：6.2.1對焊接性較差的銅材在焊接前應考慮其抗裂性而不能只考慮強度；必要時可考慮對焊件進行退火后焊接,焊后再淬火時效。6.2.2選擇抗裂紋性好的焊絲,如含Si等低熔點元素的焊絲。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,以減小焊接應力。沒有必要定位焊的就不要焊定位焊,能雙面定位焊的就不要單面定位焊。盡量改單面焊為雙面焊。六、探傷要求：1.封頭拼縫焊后應進行100%RT,成形后再按規(guī)定100%RT或100%PT。2.A、B類焊縫一般進行100%RT。3.容器上的C、D類焊接接頭進行100%PT。4.銅材表面補焊焊縫進行100%PT。5.銅卡具和拉筋的臨時固定連接焊縫拆除后的焊痕等進行100%PT。6.其他圖樣要求探傷的部位。銅及銅合金的焊接工藝銅具有優(yōu)良的導電性、導熱性、耐腐蝕性、延展性及一定的強度等特性。在電氣、電子、化工、食品、動力、交通及航空航天工業(yè)中得到廣泛應用。在純銅〔紫銅中添加10余種合金元素,形成固溶體的各類銅合金,如加鋅為黃銅；加鎳為白銅；加硅為硅青銅；加鋁為鋁青銅等等。

銅及銅合金可用釬焊、電阻焊等工藝方法實現連接,在工業(yè)發(fā)達的今天、熔焊已占據主導地位。用焊條電弧焊、TIG焊、MIG焊等工藝方法容易實現銅及銅合金的焊接。

影響銅及銅合金焊接性的工藝難點主要有四項元素：一

是高導熱率的影響。銅的熱導熱率比碳鋼大7~11倍,當采用的工藝參數與焊接同厚度碳鋼差不多時,則銅材很難熔化,填充金屬和母材也不能很好地熔合。二是焊接接頭的熱裂傾向大。焊接時,熔池銅與其中的雜質形成低熔點共晶物,使銅及銅合金具有明顯的熱脆性,產生熱裂紋。三是產生氣孔的缺陷比碳鋼嚴重得多,與要是氫氣孔。四是焊接接頭性能的變化。晶粒粗化,塑性下降,耐蝕性下降等。

1、紫銅的焊接

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,大型結構也可采用自動焊。

〔1紫銅的氣焊

焊接紫銅最常用的是對接接頭,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。氣焊紫銅時應采用中性焰。

〔2紫銅的手工電弧焊

在手工電弧焊時采用紫銅焊條銅107,焊芯為紫銅〔T2、T3。焊前應清理焊接處邊緣。焊件厚度大于4毫米時,焊前必須預熱,預熱溫度一般在400~500℃左右。用銅107焊條焊接,電源應采用直流反接。

焊接時應當用短弧,焊條不宜作橫向擺動。焊條作往復的直線運動,可以改善焊縫的成形。長焊縫應采用逐步退焊法。焊接速度應盡量快些。多層焊時,必須徹底清除層間的熔渣。

焊接應在通風良好的場所進行,以防止銅中毒現象。焊后應用平頭錘敲擊焊縫,消除應力和改善焊縫質量。

〔3紫銅的手工氬弧焊

在紫銅手工氬弧焊時,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。

焊前應對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,避免產生氣孔、夾渣等缺陷。清理的方法有機械清理法和化學清理法。

對接接頭板厚小于3毫米時,不開坡口；板厚為3～10毫米時,開V型坡口,坡口角度為60~70o；板厚大于10毫米時,開X型坡口,坡口角度為60~70o；為避免未焊透,一般不留鈍邊。根據板厚和坡口尺寸,對接接頭的裝配間隙在0.5～1.5毫米圍選取。

紫銅手工氬弧焊,通常是采用直流正接,即鎢極接負極。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,并預熱焊件。板厚小于3毫米時,預熱溫度為150~300℃；板厚大于3毫米時,預熱溫度為350~500℃。預熱溫度不宜過高,否則使焊接接頭的機械性能降低。

還有紫銅的碳弧焊,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、黃銅的焊接

黃銅焊接的方法有：氣焊、碳弧焊、手工電弧焊和氬弧焊。

〔1黃銅的氣焊

由于氣焊火焰的溫度低,焊接時黃銅中鋅的蒸發(fā)比采用電焊時少,所以在黃銅焊接中,氣焊是最常用的方法。

黃銅氣焊采用的焊絲有：絲221、絲222和絲224等,這些焊絲中含有硅、錫、鐵等元素,能夠防止和減少熔池中鋅的蒸發(fā)和燒損,有利于保證焊縫的性能和防止氣孔產生。氣焊黃銅常用的熔劑有固體粉末和氣體熔劑兩類,氣體熔劑由硼酸甲脂及甲醇組成；熔劑如氣劑301。

〔2黃銅的手工電弧焊

焊接黃銅除了用銅227及銅237外,也可以采用自制的焊條。

黃銅電弧焊時,應采用直流電源正接法,焊條接負極。焊前焊件表面應作仔細清理。坡口角度一般不應小于60~70o,為改善焊縫成形,焊件要預熱150~250℃。操作時應當用短弧焊接,不作橫向和前后擺動,只作直線移動,焊速要高。與海水、氨氣等腐蝕介質接觸的黃銅焊件,焊后必須退火,以消除焊接應力。

〔3黃銅的手工氬弧焊

黃銅手工氬弧焊可以采用標準黃銅焊絲：絲221、絲222和絲224,也可以采用與母材相同成分的材料作填充材料。

焊接可以用直流正接,也可以用交流。用交流焊接時,鋅的蒸發(fā)比直流正接