大截面紫銅母線鎢極氬弧焊焊接工藝摘要：如何進行數(shù)控教學(xué)“產(chǎn)學(xué)研”快走絲線切割導(dǎo)輪組裝與拆卸用自制專機加工汽車前軸主銷孔兩端面機械零件的損壞原因及處理方法拉刀容屑槽的設(shè)計與刃磨日本森精機研制開發(fā)出最新機床控制功能NZ514生鐵斷裂機操作規(guī)程PLC控制系統(tǒng)抗干擾技術(shù)設(shè)計策略對汽車企業(yè)實現(xiàn)虛擬裝配的思考刀具管理及其在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用新品電控共軌柴油機在一汽錫柴機床工具行業(yè)：今年增幅三成明年行情看好基于PC104總線的嵌入式溫度控制系統(tǒng)氮化碳超硬涂層技術(shù)的應(yīng)用針對目前國內(nèi)經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的性能分析鑲嵌軸承彈簧處理工藝火箭上的攪拌摩擦焊技術(shù)-Boeing參數(shù)化設(shè)計在二維CAD中的應(yīng)用為工模具制造的高速加工選擇機床[標(biāo)簽:tag]摘要：采用水冷式鎢極氬弧焊工藝，成功地實現(xiàn)了大截面紫銅母線的焊接。施工及裝置運行表明，該工藝克服了傳統(tǒng)舊的“碳弧焊”工藝易使焊工中毒、焊縫易滲碳、塑性差、電阻大的缺點，具有焊接質(zhì)量穩(wěn)定、操作簡便、安全和施工成本較低等優(yōu)點。銅母線的連接在電站、冶金.
 

　　摘要：采用水冷式鎢極氬弧焊工藝，成功地實現(xiàn)了大截面紫銅母線的焊接。施工及裝置運行表明，該工藝克服了傳統(tǒng)舊的“碳弧焊”工藝易使焊工中毒、焊縫易滲碳、塑性差、電阻大的缺點，具有焊接質(zhì)量穩(wěn)定、操作簡便、安全和施工成本較低等優(yōu)點。
　　銅母線的連接在電站、冶金裝置中經(jīng)常遇到，其連接方式有夾接法(螺柱緊固)、焊接法等。對大截面紫銅母線的焊接就國內(nèi)目前的資料顯示，有碳弧焊、埋弧焊及鎢極氬弧焊幾種。碳弧焊預(yù)熱溫度較高，須保證焊口母材溫度750℃以上，焊縫外觀成形一般，且高溫產(chǎn)生的Cu2O蒸汽易使焊工中毒，同時易引起滲碳，塑性較差，電阻率較大。埋弧焊預(yù)熱溫度稍低，約500℃左右，質(zhì)量較穩(wěn)定，但電流、電壓稍高，分別為750 A～800 A、40 V～50 V左右，且焊劑用量較大，國內(nèi)尚未有焊接大截面、大長度母線的介紹。鎢極氬弧焊從目前國內(nèi)的規(guī)范顯示，僅適用于δ＜12的銅母線焊接，對δ＞12的單面V形坡口的紫銅母線焊接則指導(dǎo)性不強。
　　在商洛煉鋅廠兩套15 000噸/年電解鋅裝置中，設(shè)計要求采用焊接連接法，但未明確焊接工藝及方法。在充分考慮改善焊縫質(zhì)量、勞動環(huán)境的基礎(chǔ)上，我們借鑒國內(nèi)、國外經(jīng)驗，采用了在預(yù)熱條件下的水冷式鎢極氬弧焊工藝，焊縫外觀成型良好，內(nèi)在質(zhì)量保證Ⅱ級合格，基本解決了銅焊接中普遍存在的夾渣、氣孔缺陷，成功地完成了該工程的安裝任務(wù)。
 

1紫銅的可焊性
　　該工程所用銅為含氧銅T1，其雜質(zhì)總含量0.05，其中氧為0.02，其物理性能如表1所示。
　　表1含氧銅T1的物理性能表
　　指標(biāo)指標(biāo)值指標(biāo)指標(biāo)值晶格類型面心立方晶格導(dǎo)熱系數(shù)386.4W/(m·k)熔點1083℃線脹系數(shù)16.5×10-6K-1沸點2580℃電阻率168×１0-10Ω·m密度8.96kg/cm3
　　紫銅的導(dǎo)熱系數(shù)20℃時比鐵大7倍，1 000℃時大11倍多，焊接時熱量迅速從加熱區(qū)傳導(dǎo)出去，使母材與填充金屬難以融合，因此焊接時須采用大功率熱源并采取預(yù)熱，施焊時才易形成熔池。
　　T1的線脹系數(shù)比鐵大15%，為避免近縫區(qū)產(chǎn)生襲紋，保證焊接時間隙，故組對時應(yīng)保證足夠的間隙；同時其收縮率比鐵大1倍以上，為防止熔池由液相變?yōu)楣虘B(tài)時，層間溫度差較大形成襲紋，故施焊時應(yīng)保證層間溫度。
　　含氧銅焊接時極易形成氣孔，其產(chǎn)生原因主要為氧和水汽，其中氧形成反應(yīng)氣孔，水汽產(chǎn)生擴散氣孔，故須采取焊粉脫氧及緩冷等措施。
　　為防止出現(xiàn)富鉛或富鉍的低熔點共晶，焊后應(yīng)采取水潤法快速冷切，錘擊減應(yīng)。
　　為保證焊縫根部成型及收弧處接頭平滑、減少熱量損失，施焊時應(yīng)制備石墨墊板、擋板及堵塊。
 

2焊前準備
　　2.1工器具的準備
　　1)制作焦碳加熱爐。
　　2)準備石墨墊板。
　　3)準備石墨擋板與堵塊各2塊。
　　4)絕熱材料選用石棉被。
　　2.2組對及預(yù)熱
　　1)坡口采用刨床加工，為單面V形，坡口角度55°±5°，鈍邊1 mm，預(yù)熱前組對間隙宜為4 mm～5 mm。
　　2)組對前，采用磨光機處理坡口側(cè)50 mm范圍內(nèi)保護層至露出金屬光澤為止。
　　1-母線；2-石墨墊板；3-焦碳爐；
　　4-鼓風(fēng)機；5-石棉被；6-擋板
 

3焊接工藝
　　3.1焊機及焊材的選取
　　1)焊機選用2臺Z630焊機，并聯(lián)，正極性接法，保證電流平穩(wěn)，焊槍為500 A。
　　2)焊絲選用Φ6紫銅焊絲，并在焊接前用砂紙打磨，焊劑選用氣劑301。
　　3.2預(yù)熱
　　預(yù)熱采用焦碳爐持續(xù)加熱至350℃～600℃后(采取遠紅外測溫槍測試)，用石棉被包裹焊縫兩邊400 mm寬范圍后，關(guān)掉鼓風(fēng)機，保證加熱爐繼續(xù)加熱。此時，組對間隙因膨脹縮為2mm～3mm，在焊縫區(qū)均勻撒上氣劑301后，可以施焊。
　　3.3焊接工藝參數(shù)
　　焊接工藝參數(shù)如表2所示。
　　表2焊接工藝參數(shù)
　　焊接層數(shù)電流電壓鎢極焊絲氬氣流量打底350 A 20 VΦ6鈰鎢極Φ6 15～17(L/min)填充蓋面400 A 20 VΦ6鈰鎢極Φ6 15～17(L/min)
　　焊接時，采用左焊法，為減少氧化，焊接速度應(yīng)快。為便于觀察熔池及填加焊絲，焊槍與工件夾角宜為75℃～85℃，焊絲與焊件間夾角為10°～20°，操作時焊槍應(yīng)均勻、平穩(wěn)地向前作直線運動，并保持恒定的電弧長度，弧長一般控制在2mm～4mm，當(dāng)填充或蓋面時，焊絲應(yīng)做輕微橫向擺，在接頭填滿后，逐漸拉長電弧滅弧。
　　層間焊接時，應(yīng)持續(xù)保證焊縫區(qū)溫度350℃～600℃左右，并不宜過長停留。
　　300×１6紫銅板焊接，從加熱至焊接完畢，一般需40 min左右，施焊時間僅為10 min。
 

4焊后處理
　　1)焊后應(yīng)采取水潤法快速冷切，錘擊減應(yīng)，防止出現(xiàn)低熔點共晶，增加銅母線韌性。
　　2)冷卻后用鋼絲刷清理熔渣，并酸洗清除焊縫熱影響區(qū)氧化層。
　　3)對焊縫進行外觀檢查。
 

5機具設(shè)備
　　焊接機具準備如下。
　　焊機Z630 2臺并聯(lián)焊槍500 A水冷式氬弧焊把1把等離子切割機Z200 1臺空壓機 　 1臺鼓風(fēng)機200ω1臺爐子400×５002臺石墨板δ20 20道口/1塊吊車8t 1臺倒鏈2t 2個紅外測溫槍M130T 1個防輔射勞保服 　 2套
 

6勞動力組織
　　焊工2名鉚工2名司爐工1名等離子切割機操作工1名技術(shù)員1名
 

7質(zhì)量標(biāo)準及檢驗
　　7.1質(zhì)量標(biāo)準
　　對接接頭表面質(zhì)量按HGJ223-1992執(zhí)行，內(nèi)在質(zhì)量執(zhí)行JB4730-1994Ⅱ級合格，電阻率采取雙臂電橋測試法，應(yīng)符合GBJ149-1990。
　　7.2質(zhì)量保證措施
　　1)進行焊接工藝評定，并依評定現(xiàn)場試焊后，確定作業(yè)指導(dǎo)書。
　　2)焊工經(jīng)培訓(xùn)合格后方能上崗。
　　3)焊機及氬氣瓶上的計量器具必須在校驗周期內(nèi)，指示準確。
　　4)嚴格工序交接檢查制度，不合格部份必須處理后，方能進行下道工序。
 

8焊接質(zhì)量
　　用于工藝試驗的兩塊300×２00試件，經(jīng)外觀檢查、著色顯示熔合良好、無缺陷后，進行X射線照相，經(jīng)檢驗無夾渣缺陷，僅有一處氣孔，依JB4730-1994評定Ⅱ級合格。然后，制取試，進行機械性能試驗，試驗結(jié)果符合HGJ223-1992要求，電阻率采用雙臂電橋測試法，測定結(jié)果最大電阻率0.015Ωmm2／m，符合GBJ149-1990要求。
 

9經(jīng)濟效益分析
　　采用該焊接工藝后，焊縫外觀成型良好，質(zhì)量得到保證，避免了碳弧焊高溫對焊工的強烈輔射，且適應(yīng)場所更大，對難于采用爐子加熱的場所用大焊炬氣焊加熱后，也可順利施焊，同時對母線與導(dǎo)電片(角焊縫)、母線的軟連接(對接縫)等各類型式的接頭，也可在其指導(dǎo)下成功焊接，適用范圍更廣。
　　相對于碳弧焊接，氬弧焊接電阻率更低，焊縫氣孔更少，質(zhì)量更穩(wěn)定；相對于埋弧焊接，氬弧焊更易于使焊工掌握，且更適用于現(xiàn)場的窄幅、大長度母線焊接；相對于原母線采取的夾接連接，氬弧焊后母線的耗電更少，商煉一期裝置投產(chǎn)表明，其每生產(chǎn)1噸電解鋅片比原省電60度，年可減少成本支出45萬元左右，經(jīng)濟效益明顯。
 

10工程應(yīng)用實例
　　陜西鋅業(yè)公司商洛煉鋅廠2套15 000噸/年電解鋅工程中有80多噸紫銅母線，材質(zhì)為T1，截面為300mm×16mm，200mm×12mm，200mm×28mm不等，單根母線長達17m，并有部分導(dǎo)電片(250mm×12mm，間距62mm)與母線的角連接、鑲嵌連接，設(shè)計要求均為焊接。我們采用預(yù)熱條件下的氬弧焊接，焊縫外觀成型良好，對其試件測試，接頭內(nèi)在質(zhì)量、機械性能及電阻率等技術(shù)指標(biāo)均符合設(shè)計規(guī)定，每套裝置焊接工期僅為25天，提前完成任務(wù)，保證了該廠的順利投產(chǎn)。
 

11結(jié)論
　　1)鎢極氬弧焊接對大截面紫銅母線來說是一種預(yù)熱溫度較低、焊接質(zhì)量穩(wěn)定、操作方便、施焊環(huán)境較好的方法，對δ＞12mm的銅及其合金焊接具有一定的指導(dǎo)作用。但含氧銅焊接中普遍存在氣孔通過使用焊粉、保證層間溫度仍難以消除，從理論上講，可通過控制氬氣及周圍環(huán)境中的氫、氮的含量來消除氣孔，但在實際中很難達到。
　　2)氣孔產(chǎn)生的部位主要是焊接接頭處，其原因為熄弧后溫度降低、氣體來不及析出造成。故宜接長焊條、每層連續(xù)焊完。
　　3)對不同截面的紫銅母線角連接、軟連接、鑲嵌連接，其預(yù)熱溫度及工藝參數(shù)與對接時參數(shù)差別不大，宜根據(jù)截面大小及接頭型式采取適當(dāng)?shù)念A(yù)熱方法(如船形焊)進行焊接。