发布时间：2021-06-03点击：3631
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
