铜及铜合金焊接规程

铜及铜合金焊接规程

本规程规定了铜及铜合金焊接的基本要求，适用于铜及铜合金的手工钨极氩弧焊、气焊、熔化极氩弧焊和自动埋弧焊等焊接的铜及铜合金制单层容器、衬铜容

器的铜焊接工艺。

一、焊接用材料：

1.

焊接用氩气纯度≥%，露点≤-50℃，并应符合GB/T4842或GB10624的规定。

当瓶装氩气的压力≤时不宜使用。当预热不方便或要求熔深较大时可用70%Ar+30%N2的混合气体。氮和氦作保护气体是氩气时熔深的2~3倍，但氮气

也容易气孔增多倾向。

2.

手工钨极氩弧焊电极采用铈钨电极。电极直径应根据焊接电流大小来选择（使用时一般比焊接电流所要求的规格大一号的钨极），

3.

焊剂主要作用是去除氧化膜和其它一些杂质，防止熔池金属氧化和其它气体侵入熔池，并改善液体金属的流动性。使用时可用无水酒精调成糊状或直接将焊剂粉放在坡口和两侧或用焊丝醮焊剂再焊接。在气体保护焊时也可以使用焊剂以增强

对熔池的保护作用。

4.

对比较重要结构，为了消除氧的不良影响，必须选用含有铝、钛等强脱氧剂的焊丝；为了防止合金元素在焊接过程中氧化和蒸发：焊接黄铜（防止锌氧化和蒸发）时可选用含硅的焊丝并快速焊以减少高温停留时间，焊锡青铜（防止锡氧化和蒸发）时可采用含硅、磷等脱氧剂的焊丝并用硼砂和硼酸作熔剂，焊接铝青铜（防止铝氧化和蒸发）可采用氯化盐和氟化盐组成的熔剂。

5.

二、施焊焊工：

1.

应按GB50236《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》中的规定考试合

格。

三、焊前准备：

1.

铜材坡口加工应采用机械方法（含剪切），如采用等离子火焰方法加工应从变色部分机械加工去掉不少于3mm，加工后的坡口表面应平整、光滑，不得有裂纹、分层、夹杂、毛刺、飞边和氧化色。坡口表面应呈金属光泽；必要时对坡口及两侧不少于30 mm范围内一般应进行100%PT。

2.

焊丝、坡口表面及其两侧不少于30 mm范围内必须表面的水、油污进行清理（包括去表面氧化膜、鳞片、污染和不合格的氧化色）。打磨可用φ~不锈钢丝盘刷金属磨头、和丙酮（沾丙酮的白布应干净，不要使用棉布或棉纱，以避免擦拭时带出毛绒），但应注意这些工具在使用前应被清理干净；尽量不要用砂轮打磨。

3.

对于外委热加工的部件，如封头等，原则上在进厂后应对铜材表面进行100%PT，

必要时对不能确定的部位进行RT。

4.

焊丝表面可用不锈钢丝刷或干净的油砂纸擦洗；对表面氧化皮较厚的焊丝在焊前

打磨后还需要化学清理。化学清理：用

HNO375cm3/L+H2SO4100cm3/L+HCl75cm3/L混合液清洗，再用碱水冲洗，最后用干净的清水冲净热风吹干。对铜材也可参考此法。

5.

清理干净的焊丝和焊件应保持清洁和干燥，不得用手触摸焊接部位，焊前严禁污染，否则应重新进行清理，局部污染可局部重新清理；最好用白纸覆盖在坡口用两侧。如清理后8h之内未焊，焊前就应重新清理。

6.

焊件装配应准确，如果装配不良时，应考虑换部件，而不得强行组对，以避免造成过大的应力。在正式焊接前应对坡口尺寸进行检查，合格后方可施焊。

7.

定位焊选用的焊丝及采取的工艺措施与焊接工艺相同。

8.

焊件组对时在应力集中处（如焊缝交叉处和工件上的转角处等）尽量避免进行定位焊，定位焊缝不得有裂纹、气孔、夹渣等缺陷，否则必须清除重焊。重焊应在

附近区域进行，而不要在原处点焊。

9.

焊接纵缝时，必须在焊件两端放置引弧板和退弧板，引弧板和退弧板采用与被焊件相同牌号和厚度的铜材。焊接环缝时尽量避免产生弧坑。

10.

焊接过程中定位焊点开裂，造成板边错位或间隙变化，应立即停止焊接，经修复

后才能继续施焊。

11.

垫板材料一般为石墨制作垫板，因为石墨导热慢，保温性好。当铜板较厚或垫板装配间隙较大时，可用粘土泥封住间隙，焊后去掉即可。也可以用焊剂（这里指埋弧焊用焊剂如HJ431）若电流较大还应考虑焊剂层应有一定的厚度。垫板尺寸

可按下图：

四、焊接要求：

1.

持证焊工应按焊接工艺文件和其它文件焊接。

2.

在焊接环境出现下列情况之一时，应采取有效防护措施，否则不准施焊：

1)

焊接环境不清洁，有灰尘、烟雾；

2)

焊接环境风速大于或等于1.5m/s；

3)

焊接环境相对湿度大于80%；

4)

下雨、下雪的室外作业；

5)

焊接温度低于5℃；

3.

铜材产品焊接设在专门的场地，场地应铺设橡胶或绒布；焊接时应远离通风口和

门窗以避免影响气体保护效果。

4.

用手工钨极氩弧焊焊接纯铜、黄铜（Cu-Zn）、锡青铜（Cu-Sn）和白铜（Cu-Ni）都用直流正接；铝青铜（Cu-Al）和硅青铜（Cu-Si）用交流以除表面氧化膜。熔

化极氩弧焊和自动埋弧焊都用直流反接。

5.

焊前预热：由于铜材导热性能很强，因此一般手工钨极氩弧焊焊接大于4mm厚度时，焊前都应预热，纯铜4~12mm预热200~450℃；青铜和白铜预150~200℃；硅青铜和磷青铜可不预热并控制层间温度不超过100℃。可视具体情况用火焰或

远红外线板进行加热。

6.

气焊紫铜和青铜一般用中性火焰，因为氧化焰易造成元素烧损，还原焰由于含H 而容易产生气孔。黄铜用弱氧化焰，以便生成氧化锌并脱H减少气孔。气焊一

般不开坡口，只单面单层焊，以避免多次多层焊变形。焊后可以锤击以细化晶粒，如板厚不超过5mm时可沿焊缝两侧各100mm处锤击，当厚度大于5mm时可先加热到500~600度锤击，再加热到500~600度用水激冷。

7.

一条焊缝应尽量一次焊完，不得已中途停焊后重新焊接时，应重叠10~20 mm。彻底清除表面污染、夹渣等缺陷。弧坑应填满，接弧处应熔合焊透。一般熄弧采用堆高熄弧法：收弧时匀速抬高电弧，同时加速填充焊丝，直至电弧熄灭，使熄弧处焊缝局部凸出，必要时打磨超标的余高。在焊机上有衰减装置时，此熄弧方

法效果更好。

8.

C、D类接头的焊缝与母材应呈圆滑过渡。

9.

焊缝和热影响区表面应进行100%检查，不得有裂纹、未熔合、气孔、弧坑、夹渣和飞溅物等缺陷，焊缝外不应有打弧点。

10.

铜材压力容器焊缝表面不应有咬边。常压容器焊缝表面的咬边深度不应大于0.5mm，咬边连续长度不应大于100mm，焊缝两侧咬边的总长度不应超过该焊

缝长度的10%。

11.

应注意铜材立焊和仰焊不容易实现，一般不安排这种位置。

12.

换热器换热管焊接顺序：管板组装（换热管预留长度应不少于4mm，以便后面的机加工）；管端及管板清理；一端胀管；焊接一面管板；机加工未焊换热管管端；胀管；管端及管板清理；焊接未焊一面的换热管。焊接时第一层一般不加丝焊（第一层是否进行PT或气密性检测按规定），但其它层应加丝焊。

13.

铜

五、焊缝返修：

1.

对需要返修的缺陷应当分析产生原因，提出改进措施，编制焊接返修工艺（应考虑加工装防焊接变形）后才能开始返修（下表为一般情况下焊缝缺陷及原因分

析）；

2.

焊缝同一部位返修次数不宜超过2次。