铜母线焊接工艺)

电器的接线端都是铜质的，铜很容易氧化，其氧化膜电阻率极大，比铜的电阻率大十几个数量级。同时，要除去铜的氧化膜又非常困难，几乎要在略低于铜的熔点的高温下才会熔解，也很难为强电场所破坏，只有机构摩擦才能将它去除。但接线端与母线间的连接是静止的，它们之间不存在相对运动，所以一旦形成了氧化膜，就只好任其存在。氧化膜的存在使铜

接头处的接触电阻增大很多，以致该处温升非常高，能量损耗很大。另外，由于材料在高温下的蠕变，还可能造成螺栓连接的松动，使接触电阻更加大。有时还可能导致局部出现电火花，终于形成一种恶性循环。如果铜质出线段是同铝母线连接，则又因铜铝接头间有电化

学腐蚀，它与温升的增大两者之间也存在一种恶性循环，情况尤为严重。为了解上述问题，习惯是将接头处镀上一层银或锡，或搪上一层锡，因为这是防止铜和铝氧化以及它们之间发生电化学腐蚀，从而降低接电阻和能量损耗、并且稳定接触电阻的有效方法。由于镀锡和镀银成本高，所以通常都是采取搪锡的办法。

浅谈铜母线焊接工艺

2011/4/27/12:2

山西电建一公司焊接专业分公司赵云龙

摘要：本文介绍发电厂电气铜母线的焊接特点、焊接工艺及焊接要点，并给出具体焊接工艺参数。

关键词：铜母线；焊接工艺；焊接要点

铜母线的焊接在我公司电力建设中并不多见，因为铜母线的焊接要求高、难度大；但是由于铜母线具有较好的导电性，因此同煤发电厂电气母线选用了铜材料；为此在进行了焊接实验和产品焊接等应用后，焊接分公司基本掌握了铜母线的焊接技术，为以后我公司铜母线的焊接打下了基础, 为公司焊接技术迈上了一个新的台阶。

1 铜母线的焊接特点、焊接工艺

铜母线的连接在电站主要有螺栓紧固法和焊接法两种。铜具有优良的导电性、导热性、耐热性和加工成型性, 纯铜是ωcu不低于99.5%的工业纯铜。

2 铜的焊接特点

2.1 高的热导率

常温下纯铜的热导率比碳钢的大8倍，将纯铜焊件局部加热到熔化温度, 需要大量热量；因此，在焊接时需要采用能量集中的热源，否则热量将被很快散失，纯铜焊接时对焊件应进行预热。

2.2 高的热裂敏感性各种铜母材总含有一定量杂质而形成低熔共晶，焊件在凝固状态或热影响区存在低熔共晶薄膜，都可在焊接应力作用下引起裂纹。

2.3 高的气孔倾向铜焊缝金属中的气孔主要由氢气引起。当纯铜中含有一定的氧或在纯铜中溶解有CO气体时，也可附由水气及由CO与O

反应生成CO2气体引起气孔。一般气孔分布在焊缝中心及熔合线附近（处）。

2.4 接头性能恶化倾向铜在焊接时，或多或少地会发生氧化和烧损现象，产生各种焊接缺陷, 可能导致焊接接头强度塑性，耐蚀性及导电性的降低，铜熔焊过程中，焊缝和热影响区的晶粒严重长大，在一定程度上影响到接头的力学性能，为改善接头的性能除尽量减弱热作用，还应控制焊缝的杂质含量，并通过合金化对焊缝金属作变质处理。

3 铜母线的焊接工艺

3.1 焊接方法的选择铜最常用的焊接方法是气焊和手工钨极氩弧焊。但是为了提高焊接质量，采用手工钨极氩弧焊焊接较适合；由于该焊接方法热量集中，熔池易控制，尤其对焊接δ＜12mm以下焊接材料其优于气焊、焊条电弧焊。TIG电弧稳定、保护效果好、操作灵活，特别适合中薄件的焊接。

3.2 焊接材料的选择铜的焊接材料指焊丝、熔剂。填充焊丝：在手工钨极氩弧焊时, 需用手工添加填充焊丝。焊丝的牌号、成分与焊接工艺性，接头力学性能及耐蚀性能等有很大的关系。在选择填充焊丝时，首先必须考虑基本金属的牌号、板材厚度，产品结构及施工条件等因素，因此在同煤铜母线焊接时, 选择了与母材金属成份相近的填充焊丝。铜焊丝的技术参数如表1所示。

铜焊丝的技术参数

点击此处查看全部新闻图片

焊剂：在氩弧焊时，因熔池金属的表面容易氧化生成氧化亚铜（Cu2O）, 由于它的存在，往往引起焊缝气孔、裂纹、夹渣等缺陷。焊剂的技术参数如表2所示。

4 焊前准备焊前准备主要是指焊接前对焊件及焊接材料的清理和坡口型式设计，坡口加工两项准备工作，在焊前必须清理掉焊丝表面和铜板坡口两侧30mm 以内的油脂、水分、氧化物及其它夹杂物。坡口加工用风铲或刨边机。

铜的焊接坡口加工型式见表3。

点击此处查看全部新闻图片

5 铜母线焊接要点

5.1 铜母线焊接场所允许环境温度在5℃以上；

5.2 保护气体为氩气；

5.3 铜母线的焊丝选择HS201纯铜焊丝，添加气焊熔剂CJ301，在焊前用无水乙醇（酒精）将CJ301调成糊状后刷于焊件坡口表面；

5.4 将焊丝加热，粘CJ301后，进行施焊；

5.5 焊接工艺参数的选择，手工钨极氩弧焊均采用直流正极

性；纯铜焊接工艺参数如表4所示。

5.6 电焊机应性能良好、电流调节灵活、操作方便；

5.7 铜母线预热方式选用电加热和火焰加热；

5.8 预热温度的选择，厚度δ＜4mm 以下的焊件可适当预热，δ＞4mm厚的预热温度为600~650℃；

5.9 应尽量避免在拘束条件下进行焊接，严格控制施焊过程中层间温度，并以小摆幅、小线能量焊接；

5.10 焊缝进行点固焊，长度不得少于10mm，点固数量应均匀分布，点固数量不少于3点； 5.11 厚度δ＞4mm的焊接应选用多层多道焊工艺；

5.12 焊接时由于温度高所产生的黑斑应及时清理干净；层间清理应选用不锈钢丝刷进行； 5.13 施焊前应及时检查点焊质量，经检查确认无缺陷后方可进行施焊；

5.14 加强中间检查工序，如：定位焊后、焊缝层间及全部焊完后，都要进行检查，严格按焊接工艺要求进行，方能保证焊接质量。

钨极氩弧焊时常被称为TIG焊，是一种在非消耗性电极和工作物之间产生热量的电弧焊接方式；电极棒、溶池、电弧和工作物临近受热区域都是由气体状态的保护隔绝大气混入，此保护是由气体或混合气体流供应，通常是惰性气体，必须是能提供全保护，因为甚至很微量的空气混入也会污染焊道。

一、适用性

钨极氩弧焊，以人工或自动操作都适宜，且能用于持续焊接、间续焊接（有时称为“跳焊”）和点焊，因为其电极棒是非消耗性的，故可不需加入熔填金属而仅熔合母材金属做焊接，然而对于个别的接头，依其需要也许需使用熔填金属。

钨极氩弧焊是一种全姿势位置焊接方式，且特别适于薄板的焊接，经常可薄至0.005英寸。（一）焊接的金属

钨极氩弧焊的特性使其能使用于大多数的金属和合金的焊接，可用钨极氩弧焊焊接的金属包括碳钢、合金钢、不锈钢、耐热合金、难熔金属、铝合金、镁合金、铍合金、铜合金、镍合金、钛合金和锆合金等等。

铅和锌很难用钨极氩弧焊方式焊接，这些金属的低熔点使焊接控制极端的困难，锌在1663F 汽化，而此温度仍比电弧温度低很多，且由于锌的挥发而使焊道不良，表面镀铅、锡、锌、镉或铝的钢和其它在较高温度熔化的金属，可用电弧焊接，但需特殊的程序。

在镀层的金属中的焊道由于“交互合金”的结果。很可能具有低的机械性质为防止在镀层的金属焊接中产生交互合金作用，必须将要焊接的区域的表面镀层移除，焊接后在修补。（二）母材金属厚度

钨极氩弧焊能应用于广泛厚度范围的金属焊接，此方式非常适合于焊接3mm厚以下物件，因