通用焊接工艺规范(普通碳钢、合金钢、不锈钢、铜管焊接)

通用焊接工艺规范
1 碳素钢、合金钢及不锈钢的焊接
1.1焊前准备
1.1.1 焊缝的坡口形式和尺寸应符合设计文件的规定，当无规定时，符合本规范附录A.0.1的规定.
1.1.2 焊件的坡口加工宜采用机械方法，也可采用等离子弧、氧乙炔焰等热加工方法，在采用热加工方法加工坡口后，必须除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影响接头质量的表面层，并应将凹凸不平处打磨平整。

1.1.3 焊件组焊前应将坡口及其两侧表面不小于20 mm范围内的油、漆、垢、锈、毛刺及镀锌层等清除干净，不得有裂纹、夹层、加工损伤、毛刺及火焰切割熔渣等缺陷。

油污清理方法如下，首先用丙酮或四氯化碳等有机溶剂擦洗，然后用不锈钢丝刷清理至露出金属光泽，使用的钢丝刷应定期进行脱脂处理。

1.1.4 管子或管件、筒体对接焊缝组对时，内壁应齐平，内壁错边量不宜超过管壁厚度的10%，且不应大于2mm；
1.1.5 焊缝的设臵应避开应力集中区，便于焊接和热处理，并应符合下列规定：（1）钢板卷筒或设备、容器的筒节与筒节、筒节与封头组对时，相邻两纵向焊缝间的距离应大于壁厚的3倍，且不应小于100 mm，同一筒节上两相邻纵缝间的距离不应小于200 mm；
（2）除焊接及成型管件外的其他管子对接焊缝的中心到管子弯曲起点的距离不应小于管子外径，且不应小于l00 mm；管子对接焊缝与支、吊架边缘之间的距离不应小于50 mm。

同一直管段上两对接焊缝中心面间的距离：当公称直径大于或等于150mm时不应小于150mm；公称直径小于150mm时不应小于管子外径；
（3）不宜在焊缝及其边缘上开孔。

（4）不锈钢焊件焊接部位两侧各l00 mm范围内，在施焊前应采取防止焊接飞溅物粘污焊件表面的措施：可将石棉置于焊接部位两侧等。

1.1.6 焊条、焊丝在使用前应按规定进行烘干、保温，并应在使用过程中保持干燥。

焊丝使用前应清除其表面的油污、锈蚀等。

常用焊材烘干温度及保持时间见表4。

表4 常用焊材烘干温度及保持时间
接上表：
1.2.8 施焊过程中应保证起弧和收弧处的质量，收弧时应将弧坑填满。

多层焊的层间接头应错开。

1.2.9 除工艺或检验要求需分次焊接外，每条焊缝宜一次连续焊完，当因故中断焊接，再次焊接前应检查焊层表面，确认无裂纹后，方可按原工艺要求继续施焊。

1.2.10 多层焊每层焊完后，应立即对层间进行清理，并进行外观检查，发现缺陷消除后方可进行下一层的焊接。

1.2.11 低温钢、奥氏体不锈钢、耐热耐蚀高合金钢以及奥氏体与非奥氏体异种钢接头焊接时应符合下列规定：在焊接作业指导书规定的范围内，在保证焊透和熔合良好的条件下，采用小电流、短电弧、快焊速和多层多道焊工艺，并应控制层间温度。

1.2.12 对抗腐蚀性能要求高的双面焊焊缝，与腐蚀介质接触的焊层应最后施焊。

1.2.13 焊接完毕后，应及时将焊缝表面的熔渣及表面飞溅物清理干净。

对奥氏体不锈钢焊缝及其附近表面进行酸洗、钝化处理。

2 铝及铝合金的焊接
2.1 焊前准备
2.1.1 焊缝的坡口形式和尺寸应符合设计文件的规定，当无规定时，符合本规范附录A.0.2的规定. 切割后的坡口表面应进行清理，并应达到平整光滑、无毛刺和飞边。

焊前清理应符合下列规定：
2.1.1.1 施焊前应对焊件坡口、垫板及焊丝进行清理。

清理方法如下，首先用丙酮或四氯化碳等有机溶剂除去表面油污，两侧坡口的清理范围不应小于50 mm。

清除油污后，坡口及其附近的表面用不锈钢丝刷清理至露出金属光泽，使用的钢丝刷应定期进脱脂处理。

2.1.1.2 焊丝去除油污后，应采用化学方法去除氧化膜。

可用5％一10％的Na（OH）溶液，在温度为70℃下浸泡30～60 s，然后水洗，再用15％左右的HN03在常温下浸泡2min，然后用温水洗净，并使其干燥。

2.1.1.3 清理好的焊件和焊丝不得有水迹、碱迹，或被粘污。

2.2 焊接工艺要求
2.2.1 手工钨极氩弧焊应采用交流电源，熔化极氩弧焊应采用直流电源，焊丝接正极。

2.2.2 焊接前焊件表面应保持干燥，无特殊要求时可不预热。

2.2.3 焊接前应在试板上试焊，当确认无气孔后再进行正式焊接。

2.2.4 宜采用大电流快速施焊法，焊丝的横向摆动不宜超过其直径的3倍。

2.2.5 引弧宜在引弧板上进行，纵向焊缝宜在熄弧板上熄弧。

引弧板和熄弧板的材料应与母材相同。

2.2.6 手工钨极氩弧焊的焊丝端部不应离开氩气保护区，焊丝与焊缝表面的夹角宜为15°，焊枪与焊缝表面的夹角宜为80°～90°。

2.2.7 多层焊时宜减少焊接层数，层间温度宜冷却至室温，且不应高于65℃。

层间的氧化铝等杂物应采用机械方法清理干净。

2.2.8 对厚度大于5mm的立向焊缝，宜采用两人双面同步氩弧焊工艺。

2.2.9 当钨极氩弧焊的钨极前端出现污染或形状不规则时，应进行修正或更换钨极。

当焊缝出现触钨现象时，应将钨极、焊丝、熔池处理干净后方可继续进行施焊。

2.2.10 当熔化极氩弧焊发生导电嘴、喷嘴熔入焊缝时，应将该部位焊缝全部铲除，更换导电嘴和喷嘴后方可继续施焊。

2.2.11 手工钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊的焊接工艺参数宜符合表7.
3.11-l、表7.3.11-2、表7.3.11-3的规定。

手工钨极氩弧焊工艺参数表7.3.11.-1
半自动熔化极氩弧焊工艺参数表7.3.11-2
自动熔化极氩弧焊工艺参数表7.3.11-3
2.2.12 焊件应采用下列防止变形措施：
（1）焊接顺序应对称进行，当从中心向外进行焊接时，具有大收缩量的焊缝宜先施焊，整条焊道应连续焊完。

（2）焊件宜进行刚性固定或采取反变形方法，并应留有收缩余量。

3 焊后外观检查
3.1 除设计文件有特殊要求的焊缝外，焊缝应在焊完后立即去除渣皮、飞溅物，清理干净焊缝表面，然后进行焊缝外观检查。

3.2 焊接表面应平滑，不应有裂纹、密集气孔、大弧坑、焊丝头、焊穿、深咬边、未熔合，未焊透等缺陷，焊瘤不高于1.5mm。

附录A 焊件的坡口形式和尺寸
A.0.1 钢焊件坡口形式和尺寸应符合表A.0.1的规定。

钢焊件坡口形式和尺寸表A.0.1
续表A.0.1
A.0.2 铝及铝合金坡口形式和尺寸应符合表A.0.2的规定。

铝及铝合金被口形式和尺寸表A.0.2
续表A.0.2
附录B 焊接材料的选用
B.0.1 同种钢焊接选用的焊接材料宜符合表D.0.1的规定。

同种钢焊接选用的焊接材料表D.0.1
B.0.2 异种钢焊接选用的焊接材料宜符合表B.0.2的规定。

异种钢焊接选用的焊接材料表B.0.2
B.0.3 铝及铝合金焊丝的选用宜符合表D.0.3的规定。

铝及铝合金焊丝的选用表B.0.3
续表B.0.3
2、铜管加工和焊接工艺标准
1、铜管加工工艺
加工前的一般要求：
1.1 密封冷媒系统要求管件内部表面清洁、无氧化、无水、无油等；
1.2 不允许使用带有裂纹、不圆变形、扭曲、可见砂眼、喷墨（铜管厂检测有缺陷的标记）、发黑（氧化）等缺陷的铜管。

2、铜管加工要求总则
2.1 管路的加工按设计图纸进行，形状、尺寸应符合设计要求；
2.2 断口处直径改变应在铜管标准直径的2%以内，且断口不允许有飞边，毛刺；管件要脱油、去污、无铜屑，内外表面光洁，不许有油污、伤痕、氧化皮；焊接过程必须充氮保护，焊后用0.3~0.5MPa的干燥压缩空气吹净内部。

3、铜管下料、去毛刺
使用工具：割管刀，有效直尺，铜管修边器
3.1 铜管需定位固定后，再用割刀拆下，要保证割口平齐，不变形切割过程中，铜管均匀进给，以保证管口圆滑下料后必须用铜管修边器对端口去毛刺，去毛刺后，必须用0.3~0.5MPa的干燥压缩空气吹掉管内外的铜屑、杂物。

4、铜管弯曲
使用工具：手工弯管机。

根据图纸和铜管的外形，选择合适的弯管机
4.1 清除弯管机范围内一切可能影响弯管机运转的杂物，保证设备运行畅通无阻。

每次弯曲前需调整模具或参数，并进行空转试弯，确认设备正常后进行加工。

一般铜管的弯曲半径参照下表
需弯管的铜管不能是硬质管，弯曲后的铜管不得有皱纹、破裂现象。

弯管后应把管子内部的油渍等异物清除掉。

5、喇叭口制作
将已制作合格的铜管先套入对应的铜钠子，再放入铜管喇叭口扩口专用工具相对应的孔中，放入时铜管扩口端高出扩口器夹具面0.5~1mm，夹紧扩口器夹具，在扩口器顶尖上涂少许空调冷冻油，然后将手柄顺时针旋紧，再旋紧四分之三圈，退四分之一圈，如此反复进行，直到所扩口成90±2°
扩成喇叭口后，喇叭口的接触面应光滑平整，且厚度均匀一致；不应有裂纹、损伤、麻点皱折等不足；喇叭口不应有偏斜不正等现象。

6、铜管焊接工艺
铜管钎焊原理
6.1 钎焊是利用液态钎料填满钎焊金属结合面的间隙面形成牢固接头的焊接方法，其工艺过程必须具备两个基本条件。

（1）液态钎料能润湿钎焊金属并能致密的填满全部间隙；
（2）液态钎料与钎焊金属进行必要的物理、化学反应达到良好的金属间结合。

6.2 液态钎料的填缝原理：
钎焊时，液态钎料是靠毛细作用在钎缝间流动的，这种液态钎料对母材金属的浸润和附着的能力称之为润湿性。

液态钎料对钎焊金属的润湿性越好，则毛细作用越强，因此填缝会更充分。

6.3 影响钎料润湿性的因素有以下方面：
（1）钎料和焊件金属成分影响
若钎料和钎焊金属在液态不互溶和固态不互溶，也不形成化合物，则它们之间的润湿性很差；若能液态互溶、固态互溶或形成化合物，则它们之间的润湿性很好。

（2）钎焊温度的影响
温度的升高，可明显地改善润湿性。

但温度过高，润湿性太好，会造成钎料流失，还会因过火而产生熔蚀现象。

因此，在钎焊过程中，选择合适的钎焊温度是很重要的。

（3）焊件金属表面清洁度
金属表面的氧化物及油污等杂质会阻碍钎料与焊件金属的接触，使液态钎料聚成球状而很难铺展，因此，钎焊时必须保证焊件金属接头处表面清洁。

（4）焊件金属表面粗糙度
通常钎料在粗糙表面的润湿性比光滑面好。

这是由于纵横交错的纹路对液态钎料起到特殊的毛细作用。

焊接工艺参数
（5）充氮保护
（5.1）充氮可以采用预封方式，也可以边通氮边焊接方式；
（5.2）通氮工艺要求：
（5.3）当操作工位缺乏流量检测装置时，以手感氮气出口有微微气流冲出为限；
（5.4）通氮气时入口不能带进空气。

6.4 接头安装
钎焊的接头形式有对接、搭接、T型接、卷边拉及套接等方式，制冷系统所采用的均为套接方式，不得采用其它接头方式。

（1）钎焊间隙
钎焊接头的安装须保证合适均匀的钎缝间隙，针对所使用的铜磷钎料，要求钎缝间隙（单边）在0.05mm~0.10mm之间。

间隙过大：会破坏毛细作用而影响钎料在钎缝中的均匀铺展，另外，过大的间隙也会在受压或振动下引起焊缝破裂和出现半堵或堵现象；
间隙过小：会防碍液态钎料的流入，使钎料不能充满整个钎缝使接头强度下降；钎缝间隙不均匀：会妨碍液态钎料在钎缝中的均匀铺展，从而影响钎焊质量。

（2）套接长度
对于套接形式的钎焊接头，选择合适的套接长度是相当重要的。

一般铜管的套接长度在5mm-15mm，（注：壁厚大于0.6mm直径大于8mm的管，其套接长度不应小于8mm）；
毛细管的套接长度在10mm-15mm。

若套接管长度过短易使接头强度（主要指疲劳特性和低温性能）不够，更重要的是易出现焊堵现象。

6.5 焊枪的操作
（1）焊枪的操作焊枪的拿握方法：
用右手第3•4•5根手指和手的掌心，轻轻地握住用右手第1•2手指夹住氧气阀门阀门操作：
用右手第1•2手指打开关闭氧气用阀门用左手第1•2手指打开关闭乙炔气阀门。

7、调节火焰
7.1 焊接气体的组成
焊接气体由助燃气体（氧气）和可燃气体（液化石油气---LPG）两部分组成，LPG的主要成分是丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）及一定量的丙烯（C3H6）和丁烷（C4H8）等碳氢化合物。

此外为了增加液态钎料润温性及防止铜管外表被氧化，在O2-LPG混合气体中加入了气体助焊剂（其主要成分为硼酸三甲酯，要求含量为55-65%），三种气体混合物燃烧温度可达2400摄氏度。

7.2 火焰的分类
O2-LPG气体火焰可根据氧气与LPG的混合比不同,有三种不同性质的火焰：氧化焰、中性焰和还原焰（亦叫碳化焰），三种火焰。

如图所示。

当O2与LPG的体积比为3.5时为中性焰，小于3.5时为还原焰，大于3.5时则为氧化焰。

7.3 火焰调节方法
首先打开LPG气阀，点火后调节氧气阀调出明显的碳化焰后再缓慢调大氧气阀直到白色外焰距蓝色2~4mm，此时外焰轮廓已模糊，即内焰与焰心将重合，此时的火焰为中性焰，再调大氧气则变为氧化焰，氧化焰的焰心呈白色，其长度随氧气量增大而变短。

焊接铜管时应使用中性焰，尽量避免用氧化焰和碳化焰，气体助焊剂流量大小则需调到外焰呈亮绿色,另外也可依据焊后铜管的颜色来调节气体助焊剂,当焊后铜管有变黑的倾向时,则应调大气体助焊剂的流量,直到焊后铜管呈紫色为止。

焊接时，氧气与LPG的压力选择如下表：
8、焊炬及焊嘴选择
使用通用焊炬进行钎焊时，最好使用多孔喷嘴（通常叫梅花嘴），此时得到的火焰比较分散，温度比较适当，有利于保证均匀加热。

焊炬及焊嘴的选择见下表：8.1 焊炬的选择
8.2 焊嘴的选择
以上两表是选择焊炬和焊嘴的一般原则，在实际选择中，还应考虑铜管的壁厚。

也就是说，必须根据铜管的直径和壁厚，综合选择焊炬和焊嘴。

9、加热
针对现有的情况，焊接有三种位置：竖直焊、水平焊、倒立焊。

如下图所示：
9.1 三种施焊方式，加热方法如下图所示，管径大且管壁厚时，加热应近些。

为保证接头均匀加热，焊接时使火焰沿铜管长度方向移动，保证杯形口和附近10mm 范围内均匀受热，但倒立焊时，下端不宜加热过多，若下端铜管温度太高，则会因重力和铺展作用使液态钎料向下流失。

9.2 注意事项：
（1）管径较大时应选用大号的焊嘴，反之则用小号的焊嘴；（2）毛细管焊接时应尽可能避免直接对毛细管加热；（3）管壁厚度不同时应着重对厚壁加热；（4）螺纹管钎焊时，加热和保温时间比光铜管的时间要短些，以防钎料流失；（5）先加热插入接头中的铜管，使热量传导至接头内部。

10、加入钎料、钎剂
10.1 钎料加入方法
当铜管和杯形口被加热到焊接温度时呈暗红色，需从火焰的另一侧加入钎料，如果钎焊黄铜和紫铜，则需先加热钎料，焊前涂覆钎剂后方可焊接。

钎料从火焰的另一侧加入，有三方面的考虑，
其一：防止钎料直接受火焰加热而因温度过高使钎料中的磷被蒸发掉，影响焊接质量；其二：可检测接头部分是否均匀达到焊接温度；其三：钎料从低温侧向高温润湿铺展，低温处钎料填缝速度慢，所以让钎料在低温处先熔化、先填缝，而高温侧填缝时间要短些，这样可使钎料不至于在低温处填缝不充分而高温侧填缝过度而流失，也就是使钎料能均匀填缝。

10.2 焊接时，可能出现焊料成球状滚落到接合处而不附着于工件表面的现象，可能的原因是：被焊金属未达到焊接温度而焊料已熔化或被焊金属不清洁。

10.3 钎料的用量
以磷铜钎料（φ2×500mm）为例，在合理的间隙条件下，通过实际测量，与铜管直径相对应的钎料用量标准如下表：
11、加热保持
当观察到钎料熔化后，应将火焰稍稍离开工件，焊嘴离焊件40-60mm范围，等钎料填满间隙后，焊炬慢慢移开接头，继续加入少量钎料后再移开焊炬和钎料。

12、焊后处理
焊后应清除焊件表面的杂物，特别是黄铜与紫铜焊接后应用清水清洗或砂纸打磨焊件表面，以防止表面被腐蚀而产生铜绿，自动焊接时应用最后一排枪喷出出气体助焊剂的氛围中冷却，防止高温的铜管在冷却过程中被氧化。

12.1 注意事项：
（1）目视检查钎焊部位，不应有气孔、夹渣、未焊透、搭接未溶合等；
（2）去除表面的焊剂和氧化膜；
（3）用水冷却的部件，必须用气枪吹干水份；
（4）按规定定置摆放所有部件，避免碰伤、损坏。

12.2 常见钎焊缺陷及处理对策
接上表：
12.3 补焊的技术要求
补焊是针对钎焊接头有缺陷的现象进行的一种补救措施，但不是所有有质量缺陷的接头都能采用此法。

（1）不能采用补焊的几种接头
（1.1）已经过烧的接头。

（1.2）接头处的铜管已经熔蚀。

（1.3）接头处开裂现象严重（一般大于2 mm）。

（1.4）已经补焊过一次的接头。

（1.5）接头处的铜管已经严重变薄。

（2）能采用补焊的几种接头
（2.1）接头间隙部分未填满。

（2.2）钎料只在一面填缝,未完成圆角,钎缝表面粗糙。

（2.3）钎缝中有杂质（清除钎缝后重焊）。

（2.4）有漏现象（未补焊过）（2.5）焊缝有气孔。

（2.6）接头部位及外套管臂焊瘤太大（超过2mm），需用外焰进行加热而且方向要向焊口处拨动。

12.4 补焊使用钎料应注意的事项：
（1）对于臂厚大于0.5mm的铜管，可以采用普通的铜磷钎料进行补焊。

（2）对于臂厚小于0.45mm的铜管，可以采用含银钎料进行补焊。