铜管承插钎焊连接施工论文

铜管承插钎焊连接施工论文
摘要：由于铜管接头的强度比熔焊低，采用承插钎焊连接可提高接头的承载能力和接头的牢固性。

采用液化石油气作可燃气体比乙炔更经济，本技术采用的焊件其机械性能变化及变形小可重复焊接，可较大程度降低工程成本。

而且由于液化石油气的燃点比乙炔高，因此使作业环境更安全。

1、技术原理
通过控制火焰温度、工件间隙、轴向偏差等工艺操作方法。

并利用铜管承插钎焊中，熔点低于工件的钎料和工件一起加热到钎料熔化，通过毛细管作用原理扩散使钎料填满工件间隙，形成牢固接头的焊接方法。

2、适用范围
适用于工业与民用建筑管道系统中，对管内流体污染要求高的无荷载铜管连接。

3、工艺流程
4、操作要点
4.1 焊前清理
焊前清除铜管表面及接合处的油污、氧化物、毛刺及其杂物，保证铜管端部及接合面的清洁与干燥，同时要保证钎料的清洁与干燥。

铜管表面的油污可用丙酮、酒精、汽油或三氯已烯等有机溶液清洗，对于小型复杂或大批零件可用超声波清洗。

4.2 检验
经过清洁工序后仍有可能因处理工序不佳或储存方式不正确而使铜管表面沾有油污或水份，因此在接头装配和焊接前仍需要目测铜管表面的清洁度和干燥度，若发现铜管不干净、潮湿或被氧化，应挑出来重新处理。

此外，钎料被污染应放弃使用或洁净处理后再使用。

4.3 承插接头安装
承插接头安装首先进行调直，在现场施工时可用制作固定装置固定铜管调整铜管与承插接头轴向偏差。

高处连接管网时，应先安装固定支架再利用固定支架对铜管进行调直固定，固定后管内应将接头表面清理干净。

承插接头安装要点：
（1）承插深度控制
一般铜管的承插深度在5-15mm，承插深度过短易使接头强度不够，而过深钎料不易填满工件缝隙。

操作要点：将直管段插入到接头底部，在碗口作标识线；然后将铜管缓慢提起，用
（2）工件间隙控制
工件间隙的大小直接影响焊接质量，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，过大的间隙也会在受压或振动下引起焊缝破裂现象；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；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。

（3）轴向偏差控制
铜管轴向偏差控制直接影响接头焊缝间隙和管道的整体平直度。

4.5 可燃气体选择
焊接气体由助燃气体（氧气）和可燃气体（液化石油气）两部分组成，液化石油气的主要成分是丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）及一定量的丙烯（C3H6）和丁烯（C4H8）等碳氢化合物。

选用液化石油气作可燃气体比乙炔更经济，由于燃点比乙炔高，因此选用液化石油气更安全。

4.6 火焰调节
铜管承插接头钎焊使用中性焰，首先打开液化石油气气阀，点火后缓慢调大氧气阀门直到内焰与焰心重合为中性焰见图4.2.6。

氧气与液化石油气的体积比大约为3：5，内焰温度约为2000℃左右，外焰中部温度约为850℃左右，外焰端部温度约为450℃左右。

（经现场对焰心、火焰中部和端部温度检测）4.7 预热加热预热时用外焰，既焊嘴距工件大约15cm左右，此时温度控制在400～500℃之间，预热时应转动接头并同时沿铜管轴向缓慢来回移动以保证接头处受热均匀。

4.8 钎焊连接
铜管焊接时先把钎料置于火焰下稍微加热并沾上熔剂，用火焰的外焰将熔剂熔化，待熔剂熔化后，用中性焰焊接，为保证接头均匀加热，焊接时使火焰沿铜管轴向移动，保证插口和附近10mm范围内均匀受热。

倒立焊时，下端不宜加热过时间过长，因为下端铜管温度太高，会导致液态钎料因重力作用而向下流失。

（1）铜管与钎料的熔点和温度变化
1）磷铜钎料在640～810℃熔化，银钎料在710～793℃熔化，铜管1080℃熔化。

2）铜管的色温标准：550℃暗褐色 700～800℃红色 900℃橙色1000℃黄色
（2）操作要点：
1）管壁厚度不同时应着重对厚壁加热。

2）先加热插入接头中的铜管，使热量传导至接头内部。

4.9 加入钎料
当铜管和承口被加热到焊接温度时呈暗红色时开始加入钎料，加入时钎料需从火焰的另一侧加入并沾上熔剂，用火焰的外焰将熔剂熔化。

钎料须从火焰的另一侧加入。

1）为防止钎料直接受火焰加热温度过高使钎料中的磷被蒸发影响焊接质量。

2）可检测接头部分是否均匀达到焊接温度。

3）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，这样可使钎料不致于在低温处填缝不充分而高温侧填缝过度而流失。

4.10 加热保持
当观察到钎料熔化后，用中性焰焊接时焊嘴距工件的距离为10cm 左右，此时火焰温度在800℃左右，等待钎料填满间隙后，焊炬慢慢移开接头，并继续加入少量钎料后再移开焊炬和钎料，加热时间力求最短，每条焊缝一次连续焊完不得中断。

4.11 冷却作业
为防止余热使非耐热部份的温度上升，钎焊完成后，可将钎焊部品浸入水中或淋水进行冷却，使温度降至室温。

4.12 焊后处理
焊后应清除焊件表面的杂物，以防止表面被腐蚀而产生铜锈。

如果条件允许可让管材在氮气的氛围中冷却，防止高温的铜管在冷却过程中被氧化。

（1）操作要点：
1）观测检查钎焊部位，不应有气孔、夹渣、未焊透、搭接未溶合等，发现有缺陷进应清除重焊；
2）去除表面的焊剂和氧化膜；
3）水冷却的部件须用气枪吹干水份；
4）加工好的部件要避免碰伤、受压损坏、固定摆放。

5）连接好的半成品管道存放及搬运时，受力点不能在接头处以避免接头受力变形。

4.13补焊处理
补焊是针对钎焊接头有缺陷的现象采取的一种补救措施，但不是所有有质量缺陷的接头都能采用补焊。

（1）不能采用补焊的几种接头：
1）已经过烧的接头；
2）接头处的铜管已经熔蚀；
3）接头处开裂现象严重；（一般大于2mm）
4）已经补焊过一次的接头；
5）接头处的铜管管壁已经严重变薄。

（2）可采用补焊的几种接头：
1）接头间隙部分未填满；
2）钎料只在一面填缝，未完成圆角，钎缝表面粗糙；
3）钎缝中有杂质；（清除钎缝后重焊）
4）有泄漏现象；（未补焊过）
5）焊缝有气孔；
6）接头部位及外套管壁焊瘤太大（超过2mm）。

（3）操作要点
1）对于壁厚大于0.5mm的铜管，采用普通的铜磷钎料进行补焊；
2）对于壁厚小于0.45mm的铜管，采用含银钎料进行补焊；
3）泄漏部位除去周围的可燃物；
4）彻底清洁需要钎焊的泄漏部位，如有氧化膜，可用砂纸轻轻打磨；
5）用湿布冷却钎焊部位，注意水不能溅到电气和隔热材料上；
6）用含有热水的布将钎焊部位的焊剂清除干净，如有必要，用砂纸清除氧化膜。

5、材料与设备
6、质量检测
钎焊后应立刻检查焊缝是否饱满、圆滑、填缝是否充分，是否有氧化、焊蚀、气孔、夹渣、漏气及焊堵塞等现象，若检查发现有异常，则进行异常处理。

（1）焊缝表面、填角、光滑度、过烧、氧化、焊蚀等缺陷观感检查。

（2）接头夹渣、裂纹、焊瘤、管口堵塞等缺陷观感检查。

（3）根据现场情况用拉线、吊线、水平仪、激光检测仪等手段检测管道轴向偏移。

（4）管道形成系统后进行气密试验，不允许焊缝有泄漏点。

（5）气体压力检漏：给管道充0.5MPa以上的N2或干燥空气，然后对钎焊接头喷洒中性的洗涤剂，观察10秒钟内有无气泡产生，若有气泡产生则判为泄漏，需补焊或重焊。

（6）液体压力检漏：给焊接管道中灌水加压至试验压力0.9MPa，观测10min，压力降不应大于0.02 Mpa，然后降到工作压力0.6 MPa
进行检查，擦干焊接处观察是否有渗漏，若有水渗出则判为渗漏，需补焊或重焊。

结论
1、该技术操作简单效率高，对作业环境无特殊要求，接头应力及变形小可重复焊接，提高了施工作业工效。

2、由于铜管接头的强度比熔焊低，采用承插钎焊连接可提高接头的承载能力和接头的牢固性。

3、采用液化石油气作可燃气体比乙炔更经济，本技术采用的焊件其机械性能变化及变形小可重复焊接，可较大程度降低工程成本。

而且由于液化石油气的燃点比乙炔高，因此使作业环境更安全。

4、本施工技术的应用使铜管接头连接质量有效得到控制，避免了大面积返工，保证管道被输送流体避免二次污染。