紫铜氩弧焊接技术

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1、手工碳弧焊接大型紫铜工件技术     时间：2005-12-2022:27:01   九七年舞阳钢铁公司进口设备上的结晶器损坏了，结晶器是冶炼钢炉上的必需零件。该工件长800mm.宽400mm，高200mm，呈长方形，重达600Kg左右，质量要求铸造以后，还得经过锻造成型。经其较低致密的金属组织来保证在单位面积上通过高密度.大电流的技术要求。该结晶器应用的环境条件都都比较恶劣，运行时高温状态下，需用循环水进行冷却。为了节省外汇，使结晶器配件国产化，该公司决定自已制造生产。在克服了需在该工件的体积内顺长方向加5条直径30毫米的水道，横向加工两条同径的水道的困难以后，又遇到了7条水道的确

2、良14个端部密封焊接的难题。因为该工件是纯紫铜的材质，其导热系数高出黑色金属的8至10倍，抟热速度太快，工件的体积太大，焊接时温度场非常不容易建立，使密封水道端头的焊接非常屈难，经过多次采用不同焊接工艺的试验，焊后对结晶器‘做水压试验，均有不同程度的泄漏，后经采用碳棒焊接成功地焊接了3台结晶器。’　　具体的工艺措施如下：将工件水道端部加工坡口，把圆孔的周边用铣订加工成单边V型坡口，角度60左右，坡口深8至10毫米。14个圆堵头的材质要求与工件相同，厚度30毫米，坡口若悬河形状尺寸与工件相同，要求圆堵的机加工精度与水道是紧密配合。工件的预热温度700℃焊接电源采用直流正板性，以提高工件

3、的温度。先用直径6毫米的碳棒，焊接电流250A。焊钳采用自制的水冷式焊钳。焊接材料选用，焊丝直径3毫米。　　因为该工件的体积较大，散热速度快，在施焊过程中，要注意保温。我们虽然采取了保温箱的措施，但仍控制不了热量的不断散失。所以，在焊接时我们采用两把大号焊炬同时对工件加热，以弥补散失的热量。同盟时在操作过程中还要注意热辐射的灼伤和工件翻身，起吊时的安全问题。　　施焊时，第一层打底层，不加焊丝，直接将母材和堵头熔化。第二层施焊再加焊丝。紫铜高温下氧化速度非常快。要求施焊的动作速度要快，层间的间隔时间越短越好，层间要用钢丝刷或钢丝砂轮清除焊缝的氧化皮。焊接时紫铜极易产生气孔，操作时应注意

4、观察熔池流动的情况和形状，熔池应一真都在弧焰的保护下，避免外来空气的侵入。若不慎产生气孔，应产即回焊，回焊的速度，应是在熔池淌未凝固之前完成。焊后产即用手锤轻击焊缝，使其组织致密，随后保温缓冷。　　结晶器的焊接成功，不仅给国家节约了大量的外汇，结束了进口设备的零配件——结晶器必须依靠进口的历史，还为舞钢公司引进洋设备、吸收、消化、改进国产化的道路，提供了有力的技术保障。摘 要：采用水冷式钨极氩弧焊工艺，成功地实现了大截面紫铜母线的焊接。施工及装置运行表明，该工艺克服了传统旧的“碳弧焊”工艺易使焊工中毒、焊缝易渗碳、塑性差、电阻大的缺点，具有焊接质量稳定、操作简便、安全和施工成本较低等

5、优点。    铜母线的连接在电站、冶金装置中经常遇到，其连接方式有夹接法(螺柱紧固)、焊接法等。对大截面紫铜母线的焊接就国内目前的资料显示，有碳弧焊、埋弧焊及钨极氩弧焊几种。碳弧焊预热温度较高，须保证焊口母材温度750℃以上，焊缝外观成形一般，且高温产生的Ｃu２Ｏ蒸汽易使焊工中毒，同时易引起渗碳，塑性较差，电阻率较大。埋弧焊预热温度稍低，约500℃左右，质量较稳定，但电流、电压稍高，分别为750A～800A、40V～50V左右，且焊剂用量较大，国内尚未有焊接大截面、大长度母线的介绍。钨极氩弧焊从目前国内的规范显示，仅适用于δ＜12的铜母线焊接，对δ＞12的单面V形坡口的紫铜母线焊接则

6、指导性不强。   在商洛炼锌厂两套15000吨/年电解锌装置中，设计要求采用焊接连接法，但未明确焊接工艺及方法。在充分考虑改善焊缝质量、劳动环境的基础上，我们借鉴国内、国外经验，采用了在预热条件下的水冷式钨极氩弧焊工艺，焊缝外观成型良好，内在质量保证Ⅱ级合格，基本解决了铜焊接中普遍存在的夹渣、气孔缺陷，成功地完成了该工程的安装任务。1 紫铜的可焊性   该工程所用铜为含氧铜T1，其杂质总含量0.05，其中氧为0.02，其物理性能如表1所示。表1 含氧铜T1的物理性能表指标指标值指标指标值晶格类型面心立方晶格导热系数386.4W/(m·k)熔点1083℃线胀系数16.5×10－６Ｋ－１

7、沸点2580℃电阻率168×１０－１０Ω·m密度8.96kg/cm３　　   紫铜的导热系数20℃时比铁大7倍，1000℃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融合，因此焊接时须采用大功率热源并采取预热，施焊时才易形成熔池。   T1的线胀系数比铁大15%，为避免近缝区产生袭纹，保证焊接时间隙，故组对时应保证足够的间隙；同时其收缩率比铁大1倍以上，为防止熔池由液相变为固态时，层间温度差较大形成袭纹，故施焊时应保证层间温度。