焊接铜(有色金属的气焊)

Posted 2023-06-02

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焊接铜(有色金属的气焊)

有色金属的气焊

铜和铜合金的焊接

紫铜的焊接

紫铜由于导热率高，.焊缝温度不易提高，应选用较大的热源和进行焊前预热。预热的温度为400~700℃，要根据不同的情况加以选择。另外，由于铜的热膨胀系数大和在高温下的强度和塑性低，焊接时除采用焊前预热外，还需适当的安排焊接的顺序和进行焊后的锤击，以减少应力和变形。

焊接前将需焊部位打磨干净，使之露出金属本身的光泽。大厚度焊件要事先开坡口，以保证焊透。

焊接时采用中性焰，火焰热能的大小是按工件的厚度选定的，一般比焊接同厚度的钢件大0.3~0.5倍。

焊接火焰焰芯要高于熔池表面5~8毫米，焊咀应平稳均速向前移动，焊条和焊缝要同时熔化，焊接速度要快。

铜在焊接时受高温的影响容易氧化，生成很厚的一层氧化铜模，必须使用焊药，使氧化铜还原。焊药一般采用硼砂、硼酸各50%的混合剂为好。

焊完后最好当焊缝温度冷至200℃时，用小锤轻轻的锤击焊缝，再用火焰加热到600℃左右，放到水中迅速冷却，使焊缝金属组织细密，增加焊缝的韧性和塑性。

黄铜的焊接

铜和锌的合金称黄铜。焊接黄铜最容易出现的问题是：当黄铜加热到925℃时锌就蒸发，使焊缝金属产生气孔或在焊缝表面产生麻点。黄铜在高温下将产生氧化铜，且容易吸收大量气体，所以在焊接黄铜时，产生气孔现象比紫、青铜严重。为了克服这一现象，应采用轻微的氧化焰焊接，使熔池表面形成一层氧化锌薄膜，防止锌的继续蒸发。焊前，焊件需预热到600℃以上。选用的焊条，要求基本上和母材一样，最好采用加入了少量锡和硅的、牌号为丝221黄铜焊丝。锡和硅能够防止和减少熔池中锌的蒸发和烧损，防止焊缝中产生气孔。为了很好地清除焊接时产生的氧化物，可用粉301熔剂焊接。焊后用小锤轻轻敲击焊缝，再用火焰均匀的加温回火，温度约600℃左右即可。在焊接过程中，焊速越快越好，以减少锌的蒸发。焊接时尽量避免重复的焊接。

青铜的焊接

铜合金中除了铜和锌的合金外，其它合金统称青铜。

焊接青铜值得注意的问题是：减少锡的烧损，另外青铜在高温下很脆，应注意将焊件固定好，防止受热后挪动塌毁。焊前将焊件预热’至450℃，采用中性焰施焊。焊咀离金属面保持7~10毫米的距离，焊接过程中要利用焊条端头摩擦焊接面，拨动熔池和供应填充金属，以保证焊条和焊接处的熔化金属互相融合。其焊粉成分与焊黄铜时基本一样。

总的来说，焊接铜及青铜应采用严格的中性焰焊接，而焊接黄铜时为了减少锌的蒸发，经常采用氧化焰。焊接要高速度进行，借以缩短熔池金属停留在液体状态的时间，减少金属在高温下的氧化和锌的蒸发。施焊时应配合铜焊粉共同使用，方可得到优质的焊缝接头。

电气上用的铜导线，一般是紫铜的，在焊接前，将导线的焊接端头打出坡口，并除净氧化物。焊接前先进行定位焊，然后从未点焊的、一面开始焊接。用中性焰施焊，施焊时先预热焊缝周围，当焊件到乌红色时，开始集中火焰加热焊缝，待发现表面熔化时，立即供应填充金属。每次供应填充金属之前，焊缝处和焊条头都要粘上焊粉，在整个焊接过程中，焊粉的使用一刻也不能间断。焊粉用硼砂和硼酸各50%即可。焊条作一下一下点送运动，供应填充金属，焊条和焊缝金属应同时熔化，在保证同时熔化的情况下，焊接速度应尽可能快，若焊肉需保持3~4毫米高度时，要采用双面焊。要选用与导线同材质的焊条或直接用导线本身制作。用黄铜焊条或电线铜丝作填料，都不容易达到质量要求，焊后容易断裂。

多芯铜线对接和铜线鼻子的焊接：

多芯铜线对接焊接时，首先将待焊的端头用细铁丝绑扎起来，然后再在离铁丝7~10毫米的地方，用钢锯锯齐（如图37a),再清除掉焊接处的氧化物杂质，然后用石棉绳或棉纱浸泡冷水，缠在距离接头80~90毫米处，以免传热烧焦绝缘层。作完以上准备工作后可开始焊接。用中性焰施焊，焊条选用中3毫米粗的电缆铜线或紫铜丝即可，焊粉选用硼砂、硼酸各50%的混合剂为好。如果没有硼酸，单用硼砂也可以。焊接时首先把一根根铜线融合到一起。无论锯开的断面有多少根铜丝，根根都要融合到一起成为一体，不允许有的没融合，有的被烧断（如图37b),这样会影响导电性能。将每根铜线融合到一起后，,

进行堆焊。焊肉高要求达到6~8毫米，焊肉要焊成圆头状态（如图37c),最后再把两个线头对正焊接起来（如图37d)。

多芯铜线鼻子的焊接是先把多芯铜线焊成圆头状态，然后把铜鼻子和线头对正焊接起来。焊缝形状要平整，不许有缺肉和夹渣现象（如图37e)。铜熔化后，流动性大，要注意控制，不要让它任意流跑，否则将影响导电性能和安全。

铜管的对接和铜管钢接头的焊接：

常用的铜管多作高压机、低压机等传动设备的输油管用。这种管子的直径一般都很小。铜管对接焊时，首先要把铜管焊接处打磨干净，露出金属本身的光泽来，再把两根管子对正，特别注意管口一定要对准中心线。焊接时用小号焊枪，采用中性焰焊接，焊条选用和铜管同材质或青铜焊条为好。-管口焊缝的间隙越小越好，因为铜熔化后流动性大，如果焊缝间隙大了，铜熔液流进管子内，容易将管子堵塞死。焊接时，保持在平焊位置焊接，焊枪平稳匀速地向前移动，火焰离金属面保持7~10毫米左右。焊接时要密切注意焊缝边缘情况，不能使温度太高。

铝和铝合金的焊接

铝的气焊工艺

焊接前，首先把焊接处及焊条上的氧化物杂质清除干净，露出金属本身的光泽来。板厚在6毫米以上的要开坡口，如补焊砂眼气孔，要将周围的边缘铲成坡度，坡度的深度要达到气孔的根部。

气焊铝及铝合金时，常用的接头型式是对接接头。当工件厚度在

1.5毫米以下时，采用卷边接头。卷边接头的特点是：焊接时可以不必填充焊丝，因此，焊缝金属中母材成分的比例很大，接头性能和强度接近母材。工件厚度在6毫米以下时，可以不开坡口进行对接，装配时预留间隙0.5~1毫米。6毫米以上的工件焊前预先制成“V”型坡

12毫米以上的铝板可制成“X”型坡口，两面进行焊接。气焊铝及铝合金时一般不用搭接、角接和丁字接头的方式，因为焊接铝时需要用焊药，焊药容易流入接头的间隙中，很难除去，留存下来的焊药及残渣，对铝及铝合金有腐蚀作用。

焊前的清理工作准备完毕，应立即进行焊接，否则经清理干净的铝接触空气后，很快又会生成新的氧化层。

焊前预热。预热可以防止因导热性好而引起接头处热量的迅速散失，以达到更好和更快熔化的目的。预热时，要注意观察温度的变化，因为铝在加热的过程中颜色不发生变化，温度不容易掌握。测定预热温度的方法。可将锯末撒在焊件上，当温度到350℃时，锯末就有火星，或用颜色粉笔在板上划线，当发现颜色变白时，就不再加热了。一般预热温度在200°~350℃。

由于铝和氧的亲和力大，在空气中极易氧化，焊接过程中，在熔池表面极易形成一层难熔的氧化膜。这种氧化膜的熔点比较高，且比重较铝大，对这种高熔点的氧化膜靠把它熔化进行清除是不行的，必须使用焊粉和氧化铝膜产生熔解反应而除去。氧化铝熔解后的比重轻于液体金属的比重，浮在金属表面，防止了铝的继续氧化。焊接前要将焊粉用蒸馏水搅成糊状，在整个焊条上和焊缝上敷上一层，等干燥后方可使用。

为了防止焊件因自重而变形，最好将焊件放在钢的垫板上再进行焊接。垫板表面应尽量与工件背面吻合。

焊铝时一般使用较和缓的火焰，一般选用比焊钢时大2号的焊咀。

焊丝的选择依焊件板厚、合金成分来决定，焊丝的规格一般为2~8毫米，焊丝成分一般宜采用与基本金属相同的材质。但也不是千篇一律，在许多情况下，用近似材料材质的焊丝倒不一定特别有利，比如在焊接抗裂性能力不好的合金，用含4.5~6%硅的焊丝较好，因为这种焊丝的熔点低，流动性好，机械性能也高。一般成分不清楚或是高强度铝合金等用含硅的焊丝焊接为好，但是焊接纯铝和铝锰系合金宜用同材料焊丝。

作完以上工作后方可进行焊接。

焊接时采用中性焰或非常轻微的碳化焰，严禁用氧化焰。在整个焊接过程中，焊药的使用一刻也不能间断，以清除高熔点的氧化铝。此外，还可以利用焊条端头在熔池内不断地搅动，使氧化物浮到表面上来并使焊条和焊缝同时熔化。

因为铝受热后颜色不变，我们在焊接时，必须仔细观察火焰加热的地方。当发现表面的铝皮微微起皱或表面出现游动状态时，或者发现焊缝有了倒棱现象时，开始供应填充金属。另外，还可用左手拿的焊条时时拨动焊缝加热处，以试探温度情况，如果焊条可拨动焊缝表面的氧化铝膜，可立即供应填充金属，否则再烧下去，就要烧塌焊件。焊完后要用水将残留的熔渣冲刷干净，防止熔渣对铝的腐蚀。

薄铝板的焊接

焊接一毫米左右厚度的薄铝板，需把焊接的边沿每边卷起2~3毫米宽度的棱角边，这样薄板有了支持力，可免塌落。焊接时火焰集中在卷边上，而下面平面的铝板温度较低，不至于被烧穿。卷边焊缝焊接时，容易产生下部未焊透现象，其原因大多是卷边过高，焊咀移动太快所致。卷边焊缝焊接时可不用焊条，但左手必须拿一根焊条帮助涂焊粉。焊咀选用50升/时即可。在焊接过程中，焊药的使用一刻也不能间断。焊完后用水冲洗掉熔渣和氧化物。生活日用品的钢精锅也可采用上述方法补焊。

厚铝板的焊接

在焊接含杂质、氧化物多的较厚铝合金板材时，值得注意的是不要把母材熔化得太深了，因为熔化得越深，翻腾出来的杂质也越多，就越影响焊缝质量。焊接这种板材可采用双层焊的办法，当焊件表面开始熔化时，就供应填充金属，先薄薄的焊上一层，焊的速度越快越好，这样可避免焊缝金属内杂质、氧化物继续翻腾出来，然后再焊第二层，将焊缝填满。如果氧化物已出现，就要用焊条头把它拨到表面上去，否则留在熔池中会形成焊缝夹渣。为了更好地清除氧化物，还要配合使用焊药。焊药的质量直接关系到焊接质量，选用时应特别慎重。焊接一开始，焊咀与金属面间的角度要大些，使火焰热量集中，同时焊接速度要慢一点，使金属很好地熔化。随着温度逐渐升高，焊咀的角度要逐渐减小，焊接速度要相应加快。到焊缝结尾时，焊件的温度已经相当高了，焊咀的角度要相应减小，焊接速度要加快，以避免焊件被烧穿。

铝的膨胀系数大，焊接时容易使定位焊裂开，形成边焊边裂的现象。因此，在定位焊时要在焊缝之间留出一定的间隙。根据板厚的不同，留出的间隙大小也不同，薄板留的间隙小，厚板留的间隙大，这样可以避免因焊接时加热膨胀和焊后冷却收缩而引起焊缝裂纹。

焊接铝板对接焊时，由于焊缝的横向收缩，会造成板位移动叠合。为避免这种现象，可利用预先反变形的办法。

铝合金板焊接后，往往产生脆裂现象，这种现象大多出现在铝铜合金的焊接。铝和铜本身的性质较软，但经过化合后变得脆硬，在焊接高温影响下，脆性加大，容易引起焊缝脆裂。在焊接过程中，采用在冷水中急冷的方法使它软化，这样处理的焊缝，不会再发生脆裂。