(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：
4.3、把处理好并焊接合格的铜件放进酸洗池进行酸洗。

如下图所示：
4.5、再次检验铜件的焊接质量和尺寸、平面度、直线度等。

好的焊缝如下图：
焊缝表面不得有气孔、裂纹、过熔化。

若有裂纹，必须重新焊接。

若有飞溅物，须清除。

焊缝确保铜件间有连续并一致的联接。

在整个长度方向的焊缝高度，最小值应不小于图纸的规定。

非常重要的是，用导电的接触表面，应光洁、平整，粗糙度在Ra=1.6uM~3.2uM之间；表面用抛光砂轮抛光。

表面允许有细微的划痕，但不允许有凸起的缺陷。

好的接触表面如下图：
4.6、使用超声波探伤仪或渗透液检查焊缝的品质及密闭性。

四、TIG焊接
[除使用TIG氩弧焊机等，其它基本同MIG焊接，暂时略。

]
五：钎焊
可采用火焰，电阻，感应等方法实施钎焊。

1、钎焊设备、材料和工具
焊接设备或方法：氧-乙炔炬、丙烯气体、电阻焊或感应加热；
钎焊料：L-AG15P（15％银、80％铜、磷余量），
熔化温度650-800℃，工作温度约700℃；
卷尺、卡尺、量角器、卷尺、粗糙度测量仪；
陶瓷砂轮机、不锈钢刷、1份柠檬酸+10份水的酸洗液；
2、准备和钎焊程序
2.1、钎焊前必须用砂轮机将表面的氧化层和污物清除干净，表面粗糙度不大于25
微米；
2.2、将被焊的工件按图纸位置进行固定与夹紧；
2.3、将0.1MM的铜焊片放在工件间，保证整个焊接平面都有焊料；
2.4、工件间隙因控制在0.005—0.2MM范围内，这样可以达到好的钎焊效果；2.5、采用氧-乙炔焊炬将工件均匀加热到钎焊材料的工作温度；
2.6、采用钎焊条通过进料口对焊缝进行加料，直至焊料溢出并填满所有进料口；
2.7、钎焊过程中应连续加热并保持钎焊温度，并不得过度加热；
2.8、焊料只能通过接触铜排表面的高温来熔化，不得直接用火焰直接熔化；
2.9、焊料只能利用小间隙的毛细力作用来进入焊接区；
2.10、使用焊片时，铜件必须压在一块以减少焊接间隙空气，工件平行放置并用足够大的力压紧，压紧力一直保持到焊接完成。

3、钎焊质量
3.1、钎焊操作应由具有专业资格《焊工证》及经专业培训的技工完成；
3.2、保证整个焊线均匀连续性；
3.3、在焊接工件时，所有的焊线应控制五开放的间隙，并确保进料孔由焊料填满；
3.4、须清除工件表面上多余的焊料，达到图纸技术要求。

好的钎焊焊缝如下图所示：
4、焊接完成后的工作
4.1、去除氧化物（打磨、酸洗等）；
4.2、清洗干净；4.3、尺寸复核、表面检测；
4.4、其它工作及检查参考MIG焊接部分。