最新大截面厚紫铜母线手工电弧焊技术总结

大截面厚紫铜母线手工电弧焊技术总结

大截面厚紫铜母线手工电弧焊技术总结 [摘要]通过对厚紫铜母线焊接性能的分析，阐述焊接过程方法和处理问题的相应的措施，焊接方法采用手工电弧焊，通过实践验证是可行的。

[关键词] 厚铜母线焊接性手工电弧焊总结

1.概述

紫铜母线在电力、冶金等行业越来越广泛地应用，广西锰业3万t/a高纯低硒电解金属锰和2万t/a无汞碱锰型电解二氧化锰安装项目中，从整流所至电解槽之间母线采用其中TMY-160×16共1000米、TMY-200×18共2200米、TMY-300×18共100米。其铜母线的材质为T2铜（又称紫铜），以此作为电解槽所需要的大直流母线。当铜母线采用螺栓连接时，其接触面易生成氧化铜，通过大电流时接头容易发热，影响安全供电。而采用焊接的紫铜母线，具有安全可靠、导电性好、不发热等优点，但紫铜焊接性较差，为此我们在广西锰业工地针对铜母线的焊接进行摸索和实验，总结一些焊接经验，以供大家参考。

2.焊接性能分析

2.1工业T2纯铜和碳素钢主要几个物理量的比较如表1

表1

根据比较得知：紫铜导热系数是碳钢的8倍，液态流动为碳钢的1倍以上，紫铜表面张力相当于碳钢的 1/3，因而焊接时会出现基材不融合、熔深不够及表面成型差等缺陷。

2.2由于紫铜中含有Bi、Pb、S等杂质，与Cu能生成多种低熔点共晶，并且在加热过程中无同素异构转变，表晶倾向严重，加之较大的膨胀系数和收缩率引起接头的应力，均易导致热裂倾向严重。

2.3氢和氧在铜焊接时易引起气孔出现，为了消除气孔，应控制焊接时氢和氧的来源以及用降低熔池冷却速度使气体易于析出。

3.焊接工艺探讨

3.1根据以上分析，铜母线焊接需要采用大能量、高能束的焊接方法。为此，我们对大截面厚紫铜母线的焊接方法和焊接工艺进行比较，并作好详细记录。

3.2根据现场条件，我们采用手工氩弧焊、手工碳弧焊、手工电弧焊三种方法进行了试焊比较发现，手工碳弧焊要求预热温度较高，需保证焊口母材温度750℃以上，焊缝外观成型一般，易引起渗碳，且塑性较差，工人工作环境较差；手工氩弧焊仅适用于δ≤12mm铜母线的焊接，对δ≥12mm单面V型剖口母线焊接指导性不强；手工电弧焊预热温度一般为400～

500℃之间，焊缝外观成型一般，有飞溅，但操作简单，焊接工艺易于掌握。根据现场现有设备和焊工操作技术条件，我们选择了手工电弧焊焊接方法。

3.3实践证明，以下三个方面的工作不可忽视：①预热温度要保持；②焊接设备要保证达到焊接工艺要求；③焊条必须预热、焊缝必须打磨干净，露出金属光泽。

4.焊接设备及方法

4.1设备、工机具、材料

4.1.1 主要设备为450A 直流焊机一台,加热设备一套,带夹紧装置的焊接平台一个,超声波检验设备一套、砂轮机一台、等离子切割机一台、焊条烘箱一个。

4.1.2钢丝刷、红外线测温仪。

4.1.3材料采用Ф4.0mm 铜107焊条和铜焊剂CJ301。

4.2操作方法

4.2.1根据实际情况我们选用NB-500K 可控硅多用途电焊机，其最大电流可达到450A 。铜母线预热我们采用两种方案①采用氧气/乙炔加热方式；②采用可控红外线加热板加热方式；两种加热方式均可以满足工艺要求。焊条使用前必须根据使用说明书烘干。

4.2.2工作准备：利用等离子切割机切割坡口（如表2）,用磨光机对坡口进行打

表2 紫铜手工电弧焊坡口形式与尺寸

4.2.3预热：利用氧气-乙炔焰或红外线加热板进行加热,实际操作过程中我们控

制预热温度为450℃左右。

4.2.4焊接参数（见表3）

表3 紫铜母线手工电弧焊焊接参数

4.2.5施焊

（1）焊接操作人员一定是经专门培训合格并持有上岗证操作证的专业人员。

（2）定位焊：两头定位点焊，点焊长度约10㎜左右。

（3）正面施焊：正面第一遍焊接时是关键，焊接过程尽量不要断弧，焊缝长时采用退焊法，焊缝短时采用直线焊法，焊

接时必须掌握好焊接的速度。第一遍焊接完成，要迅速利用磨光机打磨掉表面氧化物及焊渣，然后再进行加热。当加热温度至450℃左右，再重复第一遍焊接方式，直至第四遍焊接完成达到焊接焊缝饱满。

（4）反面施焊：对铜母线反面进行清根处理后进行加热，温度加热至450℃左右时，再补焊一遍至焊缝成型。

（5）拆卸：等工件稍冷不产生变形时拆卸工件。

（6）锤击：在平台上用手锤轻敲焊缝表面，清除焊缝应力，细化晶粒。

（7）冷却：在空气中缓慢冷却。

4.2.6打磨抛光：把焊缝周围飞溅物进行打磨，至母材表面光滑平整。

4.2.7检验：目视检验焊缝表面及周边无气孔，裂纹及明显咬边等缺陷；超声波无损探伤检验内部应无气孔、裂纹等缺陷。

5.结语

在广西锰业3万t/a高纯低硒电解金属锰和2万t/a无汞碱锰型电解二氧化锰安装施工中，我们按照上述焊接施工方法，顺利地完成了大截面厚紫铜母线的焊接任务。经当地质检站超声波无损探伤检查，焊缝各项指标均达到设计图纸和施工验收规范的要求；且焊缝外观成型良好。