[发明专利]一种铜镍管的焊接方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体地说是一种铜镍管的焊接方法。

背景技术

目前，铜镍合金焊接存在难题，是铜的热导率高，母材散热过快，与填充金属难于熔合，母材厚度和尺寸越大，散热越严重，也难达到熔化温度，在焊接时，须得焊前预热，在焊接过程中还需同步加热。为了达到良好的焊接效果，必须保持工件的温度，工人劳动强度大，施工条件恶劣，飞溅很大，而且不能保证焊缝质量，主要表现为母材性能损失大，焊接部位机械性能严重下降。铜在熔化状态时的表面张力比碳钢小，流动性比钢大，所以表面成型能力差，根据目前的焊接方法根本无法实现单面焊双面成型，一般在焊后出现较大变形和应力，加上其它杂质的存在，焊接接头热裂的可能性大。

铜镍合金焊接现有技术：根据目前国家标准GB/T11618-1999《铜管接头》和船舶行业标准CB/T3790-1997《船舶管子加工技术条件》的内容，壁厚δ＜6毫米的铜镍管可以采用插承式管件和对接接头，焊接方法为火焰钎焊，采用火焰钎焊的方法焊接铜镍管，存在的缺点有：难溶合，易变形，易产生热裂纹，易产生气孔和外观成型差。对于壁厚δ≥6毫米的厚壁铜镍管，国标和行标都规定禁止采用钎焊，必须采用电弧溶焊方法焊接，可是国标和行标都没有给出可操作的工艺。

目前国内已知的薄壁铜镍管电弧熔焊工艺基本上都是使用手工电弧焊方法和熔化极电弧焊方法，采用铜镍焊条或铜镍焊丝作为填充材料，焊接时需要预热，焊接条件非常恶劣，劳动效率低，焊接质量不以保证，母材机械性能损失大，而且采用上述焊接方法无法实现铜镍管对接焊缝单面焊双面成形。

根据检索得知，《河北电力技术》1994年第一期披露了一篇关于紫铜管的氩弧焊焊接工艺，作者是河北省电建第二工程公司的邓子刚，该文章对薄壁紫铜管的氩弧焊焊接工艺从焊接工艺的对比，焊接前的准备，对焊接材料的要求，焊接工艺作了详细的描述，但是，此工艺方法经我们实际操作发现，它不适于壁厚4毫米≤δ≥8毫米紫铜管的对口焊接。

发明内容

本发明要解决的技术问题，是提供一种无需预热、单面焊双面成形、焊接过程无热裂、焊缝可满足外观检查、渗透检查、射线检验、拉伸试验和宏观检测、保证母材及焊接接头机械性能、高质量，减轻工作劳动强度，改善施工条件的薄壁铜镍管对接焊缝不预热单面焊双面成形焊接方法。

具体的技术方案：

一种铜镍管的焊接方法，它包括材料选用、焊接方法及焊材的选用、焊接工艺和焊接质量检测四部分内容，其中焊接工艺包括如下所述的步骤：

1、坡口加工：采用机械方法加工作出铜镍管焊接坡口；

2、坡口打磨清理：焊前严格清除焊缝两侧20毫米范围内的氧化皮、油、锈、水、和其它污物，并用丙酮擦拭干净，保证焊接区干净清洁；

3、定位焊缝：采用钨极惰性气体保护焊，铜镍管焊接接头根部钝边1毫米，根部间隙2毫米，定位焊缝沿铜镍管周长方向等分位置各焊一处定位焊缝，定位焊时不要焊根部，正式焊接到定位点时，要用砂轮把定位焊点磨掉；

4、焊接位置：两铜镍管倾斜固定45°，焊接时不旋转，焊接方向采取立向上焊；

5、背部保护：背部保护装置设置于铜镍管对接处两铜镍管(1)内，两端用海绵或中间夹有海绵的胶合板密封(6)，也可用其它适合的材料，一端设有进气孔(7)，与Ar气输气管(3)连接，一端设有出气孔(4)；两管对接处的焊缝用密封条(5)进行密封，可以把整个焊缝分成4部分进行焊接，每次焊接约1/4周圆；

6、打底焊缝：采用钨极惰性气体保护焊，准备进行打底焊缝时，首先提前几分钟通Ar进入背部保护中，必须连续不断地充高纯度的氩气以完全排除管内的空气，焊接完全结束后再停止背部的通Ar保护，然后把准备焊接的1/4周圆的密封条(5)撕掉，进行打底焊接；

7、填充焊缝：采用钨极惰性气体保护焊，配合铜镍合金焊丝焊接填充焊缝，进行多层多道焊接，焊接最大焊道宽度不超过10毫米，焊层不要太厚，层间清理采用不锈钢丝刷打磨，在填充焊缝的过程中用数位温度表测量监控焊缝层间温度，不能超过150度；

8、焊缝质量检验：它包括外观检查、渗透检查、射线检查、拉伸试验、弯曲试验和宏观检测六部分的检验内容。

外观检查，焊缝表面成形美观，没有发现焊接缺陷，焊缝宽度均匀，接头过度良好，焊缝表面高于母材，余高在0-1.5毫米之间；

渗透检查，对焊缝进行渗透检测，焊缝表面及近表面没有发现缺陷；

射线检查，对管件的整条焊缝进行X光拍照检查，没有发现任何内部缺陷；

拉伸试验，检测焊缝的抗拉强度；