紫铜管的火焰钎焊工艺.pdf

第28卷第1期
有色矿治
Tol. 28. No
2012年2月
NON-FERROUS MINING AND METALLURGY
February 2012
文章编号:1007-967X(2012)01-0033-02
紫铜管的火焰钎焊工艺
赵丽玲
(渤海船舶职业学院,辽宁葫芦岛125000)
摘要:紫铜的焊接性分析表明紫铜熔焊时易产生裂纹、未焊透和气孔等问题,而紫铜钎焊可避免
这些问题的产生,进而介绍紫铜管的火焰钎焊工艺。
关键词:紫铜;钎焊;熔焊;火焰钎焊工艺
中图分类号:TC4
文献标识码:A
0前
结构的刚性,这样就必然在工件中产生较大的焊接
应力。
紫铜质地坚硬,导热性好,不易腐蚀,且耐高温、1.3易形成焊接裂纹
高压,由于紫铜管的这些性能特点,使其可在多种环
紫铜虽然没有固液共存的温度区间,但由于焊
境中使用:如换热设备(冷凝器等)的制造、制氧设接过程中产生了较大的焊接应力,同时由于采用大
备中的低温管路;润滑系统、油压系统等输送有压力的热输入,易造成焊接接头形成粗大的柱状晶;另
的液体;由于紫铜管的耐腐蚀性好、质地坚硬,也使外,由于铅、铋等杂质的存在,会在晶间形成低熔点
其成为现代承包商在商品住宅的自来水管道、供热、的共晶体,而造成热裂纹的形成。
制冷管道安装的首选,过去住宅中多用镀锌钢管,极1.4易形成气孔
易锈蚀,使用时间不长就会出现自来水发黄、水流变
由于铜的热导率大,使焊缝结晶速度比较快,高
小等问题。还有些材料在高温下强度会迅速降低,温时熔人到熔池中的大量的氢来不及析出,就会在
使其在用于热水管时会产生不安全隐患,而铜的熔焊缝中形成氢气孔。此外,铜在高温下,会被氧化,生
点高达1083℃,使其应用于热水系统时安全可靠。成Cu20,Cu2O会与溶解在液态铜中的氢发生反应
由于紫铜管应用的日益广泛,使紫铜管的焊接工艺
Cu20+2H=2Cu+H2O↑
及焊接质量越来越受到人们的重视。本文主要介绍
由于水蒸气不溶于铜,熔池的结晶速度又快,当
紫铜管的火焰钎焊工艺。
水蒸气来不及逸出时就会形成反应气孔,所以含氧
1紫铜熔焊时易产生的问题
铜的气孔敏感性比无氧铜大。
因此,紫铜进行熔焊时,易产生未焊透、变形、裂
紫铜焊接时可以采用的焊接方法通常有焊条电纹和气孔等问题。
弧焊、气焊、惰性气体保护焊等熔焊方法。由于紫铜
本身的热物理性能特点,使得它在进行熔焊时,易产2钎焊
生以下问题。
钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作为钎
1.1易形成未焊透
料,将焊件和钎料加热到高于钎料的熔点而低于母
紫铜的熔点(1083℃)虽然比钢低得多,但由材熔点的温度,利用液态钎料润湿母材,填充接头间
于其热导率高,焊接时大量的热被散失了,所以紫铜隙并与母材相互扩散,从而实现连接焊件的焊接方
焊接时难以熔化,易形成未焊透。
法
1.2易产生较大的焊接应力及变形
钎焊与熔焊相比,钎焊时母材是不熔化的,这就
为了保证焊透,需采用大的热输人,同时需要进减少了母材热导率大对焊接质量的影响,防止了未
行充分的预热,又由于紫铜的线膨胀系数大,所以焊焊透的形成,并能减少产生气孔和裂纹的倾向,保证
接时易产生较大的变形。为了防止变形,需要增大焊缝性能。又由于在焊接过程中,母材不熔化,所以
收稿日:2011-10-27
作者简介:赵丽玲(1971-),女,辽宁葫芦岛人,工程硬士,副教授,主要从事焊接专业教学及金属材料焊接工艺研究。
有色矿冷
第28卷
母材的组织、结构性质几乎不发生变化,从而可以保
装配后,采用定位焊将其固定,定位焊缝的数
证母材原有的使用性能。
量、尺寸和高度如表3所示。定位焊的次序为沿圆
3紫铜管的钎焊工艺
周上下左右对称均匀分布,在钎焊过程中,应将定位
焊缝焠入到焊缝中。
锊料的选择
3.6焊接
钎料选用丝状或棒状(3.0~ゆ5.0mm)的
钎焊应尽可能采用俯焊位置,以保证进行连续
BCu60ZnSn-R(丝221),化学成分见表1。丝221焊接。根据铜管接头的大小选择合适的焊枪。钎焊
的熔化温度为890~905℃。
火焰应采用中性焰,因为氧化焰含氧量高,会使铜氧
表1BCu60ZnSn-R的化学成分
化,而引起裂纹;碳化焰中含有游离状的氢,会导致
牌号
家牌号
化学成分(o%
在给管子加热时,火焰应与受热面垂直,并均匀
IY221BCu6 0znsn-R59~610.8~1.20.15~0.35余量
2钎剂的选用
加热被焊铜管接头,尽可能快速将母材加热,当温度
在650~750℃时送入钎料,一般加热钎料下部,使
针钉剂选用0?,其成分见表2。其主要成分熔化的料填充进间隙中。当料全部熔化时应立
为硼酸和氟硼酸钾,其熔化温度为550~850℃。
即停止加热,避免铜管接头的温度过高,加热时间过
表2FB101的化学成分
长。在铄焊过程中,钎缝及钎料均应处于火焰的保
牌号
化学成分(o%
H, BO
KBF
护之下。钎缝焊后自然冷却,注意钎缝凝固前不得
29~31
69~71
搬动工件
3.3接头形式
由于采用的FB101钎剂中含有氟化物,具有一
接头形式为插人式,如图1所示。
定的腐蚀作用,而且焊渣的存在也会妨碍钎缝的检
査,所以钎缝冷却后,应使用热水或湿布对钎缝及周
围进行擦试,清除焊渣,保证接头的耐腐蚀性及焊后
检査的可靠性。
钎焊质量
焊后检査钎缝质量,焊缝表面无裂纹、气孔、未
图1接头形式
熔合等缺陷,而且焊缝表面成形美观。对钎焊接头
4焊前清理
进行力学性能试验,其抗拉强度不低于母材。
修正管口边缘,并去除毛刺,管口不应有裂纹
破裂或其它缺陷。且在装配前需将紫铜管插人接头5结语
部分的表面及与其连接部分的表面进行清理,用钢
紫铜管进行火焰钎焊,可以有效防止熔焊时易
丝制或砂纸清除氧化物,用内等有机溶剂清除油污。形成的气孔、裂纹及未焊透等缺陷,采用BCu60ZnSn
5定位焊
R钎料和FB101钎剂组合焊接紫铜管可以获得
表3定位焊的数量、尺寸及焊高度
令人满意的焊接质量。
管子直径定位焊数量定位焊缝高度定位焊长度
参考文献:
(个
(mm)
[1]英若采.熔焊原理及金属材料焊接[M].北京.机械工业出版
32~121
10~15
社.2004.
Iflame Brazing Process of Pure Copper Pip
ZHAO Li-ling
Bohai Shipbuilding Vocational College, Huludao 125000, China
Abstract: The analysis of the weldability on the pure copper showed that crack, lack of penetration and porosity
would be generated easily when using fusion