40MN臥式擠壓機(jī)擠壓容室加熱銅棒的焊接

李　濤　李　龍　蒼　燚

(中冶陜壓重工設(shè)備有限公司，陜西711711)

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40MN臥式擠壓機(jī)擠壓容室加熱銅棒的焊接

李濤李龍蒼燚

(中冶陜壓重工設(shè)備有限公司，陜西711711)

摘要：介紹了40MN臥式擠壓機(jī)擠壓容室加熱銅棒與連接紫銅板的焊接，要求焊后著色檢測(cè)無(wú)缺陷，確定了氬弧焊工藝過(guò)程、工藝參數(shù)及紫銅氬弧焊的關(guān)鍵點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：臥式擠壓機(jī)；擠壓容室；加熱銅棒；氬弧焊

40MN臥式擠壓機(jī)擠壓容室中有52根紫銅棒，材質(zhì)均為T2，直徑?34 mm，兩端頭處與厚度為20 mm的紫銅板(材質(zhì)T2)相連焊接。紫銅板鉆?35 mm的孔并開18 mm深坡口，銅棒插入孔內(nèi)，將坡口焊平，形成一個(gè)電流回路，如圖1所示。焊接后焊縫處加工后，要求著色檢測(cè)。

圖1　焊接工藝圖

1工藝分析

紫銅焊接時(shí)，由于銅的物理性能特殊，熔敷金屬流動(dòng)性差，加上紫銅的導(dǎo)熱性特別強(qiáng)，銅的導(dǎo)熱系數(shù)是鋼的7倍，焊接時(shí)將有大量的熱量被傳導(dǎo)，接頭處焊材獲得的焊接熱輸入不足，填充金屬和焊件母材之間難于很好地熔合[1]。紫銅的焊接收縮率較大，焊接加熱區(qū)較寬，因此焊接接頭承受較大的收縮拉應(yīng)力，造成焊后變形大，另外因母材雜質(zhì)較多，表面不干凈，有可能形成低熔點(diǎn)共晶物，從而導(dǎo)致熔池結(jié)晶時(shí)有熱裂傾向，在焊接應(yīng)力的作用下形成熱裂紋[2]。一般用銅焊條施焊或熔化極氬弧焊，焊后著色檢測(cè)氣孔缺陷大。一般用正常的氬弧焊方法焊接時(shí)，容易出現(xiàn)母材不熔化，或者容易產(chǎn)生裂紋、未熔合、未焊透或氣孔缺陷。下面介紹一種改善和防止缺陷的方法，選擇合適的焊接材料，嚴(yán)格控制工藝參數(shù)，并作焊前預(yù)熱[3、4]。

2工藝方法的確定

20 mm厚紫銅板坡口由機(jī)械加工而成，將銅板和銅棒組裝在擠壓容室內(nèi)。焊接前，所有熔室的相關(guān)件都處于精加工后狀態(tài)，打磨清理雜質(zhì)及氧化皮，采用整體預(yù)熱350～400℃。焊接時(shí)，局部火焰加熱，采用手工鎢極氬弧大電流焊接，鎢極直徑?5 mm，采用特定的大規(guī)范專用焊把，并且焊接時(shí)要有焊接溶劑。一般板厚小于6 mm的紫銅板，用常規(guī)的氬弧焊焊把，?2.5 mm鎢極焊接。如果板加厚，焊接時(shí)由于銅的導(dǎo)熱性大，母材不熔化。為了加大熱輸入，必須用較粗的?4 mm鎢極和配套大氬弧焊焊把。采用直流正接，電流I=380 A～400 A，氣體流量12 L/min ～15 L/min。焊絲使用S201，?2.5 mm，焊接工藝規(guī)范如表1所示。

表1　焊接工藝規(guī)范

焊接前，焊絲及坡口區(qū)域還要使用紫銅焊接溶劑CJ301。氬弧焊焊接紫銅不加焊接溶劑時(shí)，母材融化速度慢，經(jīng)常有未熔合現(xiàn)象，并且熱影響區(qū)大，焊接變形大。焊接溶劑的主要作用是去除焊接過(guò)程中生成的氧化物，改善母材潤(rùn)濕性能，使母材快速融化，獲得致密的焊縫組織等。焊接溶劑的主要成分是硼酸(H3BO3)和硼砂(Na2B4O7·10H2O)，含有大量氧化硼，屬于酸性熔劑。普通熔融狀態(tài)的硼砂能溶解多種金屬氧化物，生成硼酸鹽(如ZnO·B2O3，CuO·B2O3，MnO·B2O3等)，形成熔渣浮在液態(tài)熔池表面。焊接時(shí)，焊接溶劑能有效地溶解氧化銅和氧化亞銅，焊接時(shí)呈液體熔渣覆蓋在焊縫表面，防止金屬氧化。

焊接時(shí)，為了保證電流回路不短路(飛濺或焊瘤引起)，每焊一根用電流表測(cè)量一次，保護(hù)好其他加工面，對(duì)不可避免的飛濺予以隔離，另外在焊接過(guò)程中，每焊一層，錘擊焊縫，以減小焊接應(yīng)力，有效防止熱裂紋。

通過(guò)以上工藝方法，我公司產(chǎn)品40MN臥式擠壓機(jī)擠壓容室加熱銅棒與連接紫銅板的焊接質(zhì)量非常好，著色檢測(cè)無(wú)缺陷。

3結(jié)論

在工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常遇到紫銅氬弧焊，一般薄板都比較好焊，但紫銅中厚板焊接較困難，往往預(yù)熱溫度不夠，或焊接時(shí)層間溫度不夠。要保證母材預(yù)熱溫度不降低，就要持續(xù)局部預(yù)熱。為保證熱輸入就要采用大鎢極和大號(hào)氬弧焊焊把，還要加焊接溶劑，這樣才能保證焊縫無(wú)缺陷。

參考文獻(xiàn)

[1]徐阿蘭,徐良達(dá). 銅鋁線焊接工藝探討 [J]. 電工工具， 2014(6).

[2]顧丕雄. 熱水罐內(nèi)襯采用純銅材料的焊接工藝 [J]. 金屬加工， 2013(12).

[3]周振豐，張文鉞.焊接冶金與金屬焊接性[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987.

[4]顧曾迪. 有色金屬焊接[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987.

編輯陳秀娟

Heating Copper Bar Welding of 40 MN

Horizontal Extruder Chamber

Li Tao, Li Long, Cang Yi

Abstract：Welding of heating copper bar and connecting copper plate of 40 MN horizontal extruder chamber has been described, meanwhile zero post-welding defect was supposed to obtain by penetrant inspection and argon arc welding process, process parameters and key points of copper argon arc welding have been determined.

Key words：horizontal extruder; extruding chamber; heating copper bar; argon arc welding

作者簡(jiǎn)介：李濤(1971—)，男，工程師，主要研究方向?yàn)楹附庸に嚒?/p>

收稿日期：2015—09—09

中圖分類號(hào)：TG457.13

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B