22104铜及铜合金焊接施工工艺标准修改稿

铜及铜合金焊接施工工艺标准

QB-CNCEC J22104-2006

1 适用范围

本施工工艺标准适用于紫铜钨极氩弧焊、黄铜的氧乙炔焰焊以及紫铜、黄铜的氧乙炔焰钎焊作业。

2 施工准备

2.1 技术准备

2.1.1施工技术资料

设计文件(施工图、材料表、标准图、设计说明及技术规定等)及焊接工艺评定。

2.1.2现行施工标准规范

HGJ223《铜及铜合金焊接及钎焊技术规程》

GB/T3670《铜及铜合金焊条》

GB9460《铜及铜合金焊丝》

GB6418《铜基钎料》

GB10046《银基钎料》

2.1.3 施工方案

2.1.

3.1焊接施工方案、焊接工艺评定报告、焊接工艺指导书

⑴施工单位应根据设计文件要求进行焊接工艺评定，如设计文件没有明确规定评定所要执行的标准时，焊接工艺评定可按HGJ223《铜及铜焊接及钎焊技术规程》的要求进行。

⑵依据评定合格的焊接工艺编制焊接工艺指导书并下发至施工焊接人员。

2.1.4 技术及安全交底

工号技术员应按要求向所有焊接人员进行技术及安全交底。

2.1.5 专业技术培训

焊工考试依据设计文件要求的标准执行，如设计文件没有明确规定可以依据《锅炉压力容器压力管道焊工考试规则》或HGJ223《铜及铜合金焊接及钎焊技术规程》焊工考试章节要求执行。

2.2 作业人员

2.3 材料的验收与保管

2.3.1.1工程材料的验收

⑴应由具有材料知识、识别能力、实践经验及熟悉规章制度的人员管理参与验收。

⑵材料入库时，业主、监理、施工单位三方共同进行验收，应检查下列项目符合要求方可验收：

制造厂质量证明书

核对材质、规格型号、数量

外观检查

按规定要求做好检查记录

2.3.1.2工程材料的保管

⑴单独堆放，不得与其它材料混放，防止损伤、污染和腐蚀。

⑵做好标识。

⑶如露天堆放应做好防风、雨、雪等特殊防护措施。

2.4 主要施工机具

2.4.1主要机械设备

直流钨极氩弧焊机、等离子切割机等、无损检测设备等。

2.4.2 主要工具

角向磨光机、不锈钢丝刷、锉刀、焊枪、氧乙炔焊枪等

2.5 测量及计量器具

焊接检验尺、干湿温度计、电流表、电压表、秒表、风速计、测温仪等。

2.6 作业条件

2.6.1施工场所已具备施工条件，所需的图纸资料和技术文件齐备，图纸会审已进行，施工方案已经编制好且审核批准，并进行技术交底。

2.6.2建立焊接质量管理体系，应包括焊接技术人员、焊接质检人员、无损检测人员等。

2.6.3焊接工装设备、检测、试验手段应满足铜及铜合金的焊接技术要求。

2.6.4在焊工考试和施焊前，应具有相应的焊接工艺评定，否则按规范要求做相应的焊接工艺评定。

2.6.5焊接场所保持清洁，并有防风防雨雪措施，相对湿度一般不大于80%，环境温度不低于5℃。3施工工艺流程

3.1 工艺流程

3.2 工艺操作过程

3.2.1 组对与定位焊接

3.2.1.1焊接坡口形式的选用及尺寸应符合设计及相关标准的要求。

3.2.1.2管道焊口组对时，应做到内壁平齐，内壁错边量不应超过管壁厚度的10%，且不大于1mm。3.2.1.3 坡口加工应采用机械方法或等离子切割，若使用等离子切割，切割后的母材表面应打磨平整、无凹槽。

3.2.1.4焊接坡口及边缘两侧20mm范围内及所用的焊接材料，应用丙酮或四氯化碳等有机溶剂清除油污、氧化膜及其他脏物，经过清理后的母材和焊接材料放置时间不得超过24小时。并应妥善存放和保管，防止被重新氧化和污染。

3.2.2表面清理

3.2.2.1机械法：用砂布、不锈钢丝刷、角向砂轮机等进行清理直至露出金属光泽。

3.2.2.2化学法：可用30%硝酸水溶液浸蚀2-3分钟，然后用水冲净，擦干，也可使用盐酸、硫酸等水溶液或混合液清洗，经酸洗后的焊件或焊丝要用清水或热水反复冲洗干净，并使其完全干燥后方可使用。

3.2.2.3 清理后的钎焊表面不得太光滑或太粗糙，以保证钎焊表面良好结合和钎料的顺畅流通。

3.2.3 施焊

3.2.3.1铜管的焊接应尽可能的采用转动焊，铜板的焊接应尽量采用平焊位置。

3.2.3.2手工钨极氩弧焊的工艺要求

⑴钨极氩弧焊应采用直流正接。

⑵焊前将铜焊剂用无水酒精调成糊状，涂敷在坡口或焊丝表面，并及时焊接。

⑶当焊接壁厚大于3mm的焊件时，焊前应对坡口两侧50～150mm范围内进行均匀预热，预热温度为350～550℃，壁厚小于3mm时，可根据环境温度、焊件尺寸等综合因素决定是否预热。

⑷应使用与母材同材质的引弧板和熄弧板。

⑸焊接过程中如发生夹钨现象或产生焊接变形引起错边时，应及时停止焊接，经修整后再进行焊接。

⑹进行预热或多层焊接时，焊前及层间应将焊接部件氧化层清除干净后再进行焊接。

⑺紫铜钨极氩弧焊推荐工艺参数见下表3.2.3.2所示：

3.2.3.3黄铜氧乙炔焰焊接工艺要求

⑴黄铜氧乙炔焰焊接时应采用轻微氧化焰并采用左焊法。

⑵预热温度应视环境温度、焊件大小、焊件厚度等情况决定，当焊件厚度小于5mm时可不预热，焊件厚度为5～15mm时预热400～500℃；焊件厚度大于15mm时应预热550℃，随着焊件厚度的增加，焊接过程中也要考虑对焊件进行预热。

⑶焊接前应将一定长度的焊丝加热，并将加热的焊丝放入铜焊粉中蘸上一层然后进行焊接。

⑷焊接时不应使焊缝过热,焰心尖端与焊件距离为3～5mm为宜，厚壁焊件应两边摆动加热，使基本金属表面轻微的完全熔化，熔深不宜超过1.5mm。

⑸每条焊缝应一次连续焊完，尽可能不间断，在保证质量的前提下尽量提高焊接速度；多层焊接时应采用多层单道焊，底层应选用细焊丝，其它各层应选用粗焊丝以减少焊接层数，各层接头应错开。

⑹异种或不等厚度黄铜焊接时，火焰应偏向熔点较高或较厚一侧，以保证两侧熔合良好。

⑺焊缝应按设计规定进行焊后热处理，热处理加热范围应以焊缝中心线为基准，每侧应不小于3倍焊缝宽度。

⑻热处理规范应根据设计要求及焊接工艺评定确定，亦可根据下列要求确定热处理加热温度：

a) 消除应力退火：400～450℃

b) 软化退火：550～600℃

⑼焊缝热处理前应采取措施，避免由于热处理造成焊件变形。

3.2.3.4钎焊工艺

钎焊宜采用向下漫流位置进行施焊。

⑴银钎焊工艺

a) 银钎焊时应采用碳化焰，钎焊时应将火焰中层与焊件接触，并做不停的相对运动，使焊件

温度均匀上升，并且受热速度快、时间短。

b) 钎焊时，可将钎剂用酒精调成糊状刷在焊件表面，也可将钎料沾上钎剂与钎料一起熔入。

c) 钎料可采用片状或丝状，预先塞入焊件内，也可采用边焊边加钎料的方法。

d) 钎焊完毕，必须待焊件冷却到300℃以下才允许移动或校正，否则会降低接头强度，甚至

产生裂纹。

⑵黄铜钎焊工艺

a) 黄铜钎焊时采用中性焰。

b) 钎焊时可将钎剂用无水酒精调成糊状刷在焊件表面，焊接过程中如需加钎剂时可用焊丝边

沾边焊。

c) 钎焊后的焊缝可在空气中缓冷，待焊件冷却至300℃以下方可移动。

⑶锡钎焊工艺

a) 锡钎焊应采用轻微碳化焰，禁止内焰与钎焊件表面接触。

b) 锡钎焊接头应先进行挂锡，挂锡应符合下列规定：

1）铜件锡钎焊应采用清洁的氯化锌饱和溶液作为钎剂。

2）焊件应预热至100℃左右，先刷一层钎剂，挂锡温度应保持在270～300℃之间，不宜过高，挂锡前应先将锡液表面氧化膜清除干净。

3）焊件浸入锡槽要慢，在锡槽内浸着时间应视焊件大小而定，一般为2分钟，大型焊件不超过5分钟。

4）挂锡表面在未凝固时，应用碎布将其擦成均匀一薄层，待冷却至80℃以下再用热水冲洗干净。

5）锡层挂着不良时，应用铲刀铲除缺陷处的氧化物及污物，重新加钎剂进行补锡，如温度太低，可用焊炬进行局部加热，待温度升至所需温度时进行手工挂锡。

6）挂锡过程中应尽量避免焊件变形，影响装配间隙，挂锡后焊件表面应保持清洁，并应进行锡焊。

7）大型焊件、特殊焊件应拟定详细的工艺规程。

c) 锡焊应符合下列规定：

1) 钎焊前接头先预热至100℃左右并加入适量的钎剂。

2) 钎接接头应均匀加热至250℃左右，温度不宜过高，否则会引起挂锡层过烧，使锡焊

不能进行，如发生锡层过烧现象应重新清理钎接表面。

3) 在焊缝中加入锡钎料时应浸透均匀，不应过量，且不应有气孔，管状焊件严禁钎料浸

入管内。

4) 锡钎料未完全凝固时，不应搬动或震动焊件。

d) 管板搪锡应符合下列规定：

1) 管板、管子接头处必须预先挂锡。

2）管板预热至100℃左右先加入适量钎剂，管板的预热和搪锡应从管板的外围逐渐螺旋内移搪锡温度应控制在250℃左右。

3）搪锡应分两次进行，第一次搪到1/3锡层厚度，搪后清洗干净，第二次再搪到图纸要求厚度。

4）搪锡应在锡钎料刚熔化或成糊状时填入管板，然后熔化渗入，不可成水滴状在高处浇滴。

5）第一层搪锡应特别注意质量，位于管子周围处的搪锡不应有小气孔以及未焊着等缺陷，如有缺陷应局部去除后才允许搪第二层。

6）搪锡时不应将管子堵死或过热，搪锡面残留钎剂应在焊缝冷却到80℃以下，才允许用热水冲刷清洗干净。

e) 钎焊后的表面处理

1）焊件经钎焊并冷却后应除去氧化物、钎剂残渣以及多余钎料，防止焊缝（或接头）被

污染和腐蚀。

2）钎焊后的表面可按下列方法合理选择：

焊件冷却到80℃以下时用热水冲洗，并用钢丝刷除去多余焊剂、溶渣；

焊件冷却至常温时用15%柠檬酸水溶液洗刷，并用自来水冲洗干净；

焊件自然冷却至常温时，用5%--10%稀硫酸或盐酸洗刷，并用自来水冲洗干净；

焊件自然冷却至常温时，用0.5%碱水中和氯化锌钎剂洗刷，并用自来水冲洗干净。

3.2.3.5 焊丝、焊剂、钎料、钎剂选用见下表3.2.3.5所示：

3.2.3.6 焊缝的返修

⑴凡外观检查或无损探伤检验不合格的焊缝均应进行返修。

⑵同一部位的焊缝返修次数不应超过两次，两次以上的返修应制定返修措施并经质保工程师批准后方可进行返修。

⑶热处理后的返修焊缝，返修后应重新进行热处理。

⑷不合格的钎焊缝可进行局部返修或整体返修，缺陷严重者应将全部钎料熔化、拆开，经彻底清理后重新钎焊。

⑸焊缝、钎焊缝返修后，仍应按原规定进行检验，并在质量证明书或交工资料中说明。

3.3 施工中应注意的问题

3.3.1焊件组对时的定位焊所用的焊接材料、工艺措施应与正式施焊相同，当定位焊发现裂纹、气孔等缺陷应清除干净，重新进行定位焊。

3.3.2 用于压力容器受压元件的铜及铜合金应为退火状态。

3.3.3手工钨极氩弧焊使用的氩气纯度不应低于96.96%，并符合GB4842《氩气》的规定，焊接或钎焊使用的乙炔气纯度不应低于96.5%，氧气纯度不应低于99.2%。

3.4 季节性施工技术措施

3.4.1冬季室外作业应设防风保温棚。

3.4.2 雨季作业应设防雨棚；当焊缝处潮湿时应用氧-乙炔焰烤干；焊接时焊条筒盖要盖严。

3.4.3当施焊环境出现下列任一情况，且无有效防护措施时，禁止施焊：

气温低于5℃

钨极氩弧焊时风速＞2m/s

雾、雨、雪环境

4 质量检验

4.1 质量检验标准及方法

4.1.1焊接质量检验按照GB50236《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》等标准执行。

4.1.2 质量检验标准

4.1.2.1保证项目

⑴焊材必须符合设计要求。

检验方法：检查出厂合格证或质量证明书、复验报告

⑵管道焊接前必须做焊接工艺评定，且应符合焊接工艺评定规范要求。

检验方法：检查焊接工艺评定报告

⑶管道焊缝无损检测必须符合设计要求和规范规定。

检验方法：检查无损检验记录和报告

⑷焊接人员必须经过考试并有合格证书。

检验方法：检查施焊人员合格证书

4.1.2.2基本项目

⑴焊缝表面无裂纹、气孔、夹渣、凹陷、飞溅、药皮、焊疤等缺陷。

检验方法：观察检查，按系统抽查10%，不少于3处

⑵焊缝周围必须有焊工钢印号。

检验方法：观察检查，按系统抽查10%，不少于3处

4.1.2.3 允许偏差项目

4.2 质量控制点

质量控制点见下表4.2所示。

4.3 质量记录

母材及焊材产品质量证明书。

焊材发放、烘烤记录。

焊工合格项目登记表。

焊接施工记录；焊缝探伤布片图；焊缝磁粉、渗透检测位置图；焊工代号布置图。

焊缝返修记录

焊缝无损检测报告

焊后热处理报告及热处理后硬度报告

5 成果保护

5.1焊缝完成后严禁敲打、碰砸焊缝及热影响区，对装有仪表、调节阀等区域应遮挡保护。

5.2严禁在近缝区点焊临时支架。

5.3凡在管道附近应进行切割作业时应及时挡护，杜绝切割残渣、氧化物伤及管道和焊缝。

5.4严禁利用已完成的管道做支吊点。

6 职业健康、安全和环境管理

6.1 职业健康、安全主要控制措施

职业健康、安全主要控制措施见下表6.1所示。

6.2 环境管理主要控制措施

环境管理主要控制措施见下表6.2所示。

6.3 作业环境要求

6.3.1在室内、厂房内施工应安装必要的通风设备，但在焊接区风速不得大于2m/s，且不得有穿堂风。

6.3.2施工现场要设置足够的照明设备。

6.3.3 施工现场应按照有关规定建立安全设施，各工序应制定安全施工措施及安全操作规程。

6.3.4 进入施工现场的施工人员应接受安全教育，按规定穿戴安全防护用品，文明施工。