(整理)产品焊接加工工艺

一、目的及适用范围

为了正确学习和理解铜件焊接的工作原理、技术要求和操作方法，以便保质保量的完成铜件焊接的工作任务，特编制此工艺文件。

本工艺文件适合铜件焊接及其相关岗位的工作人员。

二、铜件焊接技术综述

铜件的焊接主要采用弧焊和钎焊，弧焊主要分熔化极氩弧焊（MIG）、钨极氩弧焊（TIG）两种，前者适合较大尺寸（宽、厚）得铜板，后者适合较小尺寸的铜件。

熔化极气体保护电弧焊（MIG）的主要优点是可以方便的进行各种位置的焊接，同时也具有焊接速度较快，熔敷率较高的优点。熔化极活性气体保护电弧焊可适用于大部分主要金属的焊接，包括碳钢，合金钢。熔化极惰性气体保护电弧焊适用于不锈钢、铝、镁、铜、钛、镐及镍合金，利用这种焊接方法还可以进行电弧点焊。

钨极氩弧焊（TIG）电弧稳定，即使在很小的焊接电流（＜10A）下仍可稳定燃烧，特别适用于薄板，超薄板材料焊接；由于填充焊丝不通过电弧，故不会产生飞溅，焊缝成形美观。不足之处是：1）熔深浅，熔敷速度小，生产率较低；2）钨极承载电流的能力较差，过大的电流会引起钨极熔化和蒸发，其微粒有可能进入熔池，渣成污染（夹钨）；3）隋性气体（氩气、氦气）较贵，和其它电弧焊方法（如手工电弧焊、埋弧焊、CO2气体保护焊等）比较，生产成本较高。

钨极氩弧焊可用于几乎所有金属和合金的焊接，但由于其成本较高，通常多用于焊接铝、镁、钛、铜等有色金属，以及不锈钢、耐热钢等。对于低熔点和易蒸发的金属（如铅、锡、锌），焊接较困难。钨极氩弧焊所焊接的板材厚度范围，从生产率考虑3mm 以下为宜。对于某些黑色和有色金属的厚壁重要构件（如压力容器及管道），在根部熔透焊道接，全位置焊接和窄间隙接时，为了保证高的焊接质量，有时也采用钨极氩弧焊。

弧焊是利用连续送进的焊丝与工件之间燃烧的电弧作热源，由焊炬嘴喷出的气体来保护电弧进行焊接的。

铜排对接时一般采用弧焊，而平板搭接时一般采用钎焊。有时采用两种焊接方法，焊接方法一般在图中给出，当在一块铜板上使用两种焊接方法时，必须先进行弧焊，再进行钎焊。顺序若反，则先焊的钎焊会熔化而失去作用。

一般来讲，弧焊除了能保证过电流能力，还能保证一定的机械强度，但需要的焊接温度高、焊料流动性差；钎焊需要的温度低，流动性好，更适合密闭性连接、填充缝隙等。

钎焊是指用比母材熔点低的钎料和焊件一同加热，使钎料熔化(焊件不熔化)后润湿并填满母材连接的间隙，钎料与母材相互扩散形成牢固连接的方法。钎焊时母材不熔化，仅钎料熔化。

钎焊变形小，接头光滑美观，适合于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件，如蜂窝结构板、透平叶片、硬质合金刀具和印刷电路板等。钎焊前对工件必须进行细致加工和严格清洗，除去油污和过厚的氧化膜，保证接口装配间隙。间隙一般要求在0.01～0.1毫米之间。

钎焊过程：表面清洗好的工件以搭接型式装配在一起，把钎料放在接头间隙附近或接头间隙之间。当工件与钎料被加热到稍高于钎料熔点温度后，钎料熔化（工件未熔化），并借助毛细管作用被吸入和充满固态工件间隙之间，液态钎料与工件金属相互扩散溶解，冷疑后即形成钎焊接头。

三、MIG焊接

1、焊接用具

1.1 焊接设备、器材、材料

MIG焊机：380V，350A或更高；

纯氩气罐（保护气体）；

焊料：SG-Cu Ag。材料号：2.1211（DIN1731-1），Cu > 99.5%，Ag 0.8-1.2%。

[焊丝和气焊熔剂：可用含脱氧剂的纯铜丝HSCu(HS201、HS202)；也可用一般的纯铜丝或基体金属的剪条，而把脱氧剂放在焊粉中，焊粉可用气剂301。焊条：可选用ECu(T107)或ECSn-B(T227)其中ECu的焊芯是纯铜；ECuSn-B的焊芯成分是磷青铜，药皮都是低氢钠型，电源用直流反接。在紫铜手工氩弧焊时，采用的焊丝有丝201(特制紫铜焊丝)和丝202，也采用紫铜丝，如T2。]（参考内容）

1.2 焊接用其它工具、器具

氧气-乙炔火炬（工件预热用）；

不低于1000℃量程的温度计（测量工件及焊接温度），最好是红外式；

卷尺、卡尺、量角器和焊缝测量工装；

带陶瓷砂轮的砂轮机；

清洗液：一份柠檬酸+十分清水；

不锈钢刷；

超声波探伤仪或渗透液。

2、准备工作

2.1、按图纸或附录要求，用铣床加工好焊接坡口；[对接接头板厚小于3毫米时，不开坡口；板厚为3～10毫米时，开V型坡口，坡口角度为60~70º；板厚大于10毫米时，开X型坡口，坡口角度为60~70º；为避免未焊透，一般不留钝边。根据板厚和坡口尺寸，对接接头的装配间隙在0.5～1.5毫米范围内选取。]（参考内容）

2.2、用打磨、酸洗等方法清理焊接部位，务必干净、干燥（焊前应很好的做好焊丝和焊件的清洁工作，一般用钢丝刷或砂纸去除表面油污和吸附的气体）；

2.3、用氧-乙炔炬对焊接部位200mm范围内进行预热，温度750℃~900℃（测量温度）；[焊前应将罕见预热：中、小焊件的余热温度为400~500℃；厚大焊件预热温度为600~900℃。为了防止热量散失，焊件最好放在绝热的材料如石棉板之类的衬垫上焊接。]（参考内容）

2.4、必要的话在焊缝的起始、结束部位放置附加铜板，让焊接的开始和结束均在附加板

上进行。焊后再视情况进行打磨。

3、焊接操作

预热温度达到后，立即按下面给定的参数进行焊接。

焊接电流：280A~330A；

焊接速度：5厘米/分钟；

焊接电压：30V~40V；

接线方式：直流，正接，脉冲方式；

焊丝送丝速度：4~5米/分钟；

气嘴：￠13~15毫米；

出气速度：16升/分钟；

焊丝材料：SG-CuAg，￠1.2mm。

焊接操作必须由具有（焊工专业资格证）的技师完成；焊接程序及质量应符合（EN ISO9606-3）标准。

焊接火焰应选用中性焰、短弧、焊条不易作横向摆动，而应作往复的直线运动，以改善焊缝的成形；焊后捶击焊接接头，使金属晶粒变细，从而提高其力学性能。对厚度小于5mm的焊件可在冷态下锤击；较厚的焊件可在焊后冷至250~350℃时锤击。

4、焊后工作及检测

4.1、焊接完成后，进行调整、校直，采用不锈钢刷及带瓷砂轮的砂轮机对焊缝和铜表面进行清理，但不得影响铜件的正常尺寸。如下图所示：

4.2、用卡尺和焊接高度测量工装测量焊缝高度。如下图所示：