紫铜与不锈钢(碳钢)管板焊
毕业论文使用ANSYS有限元分析软件对不锈钢与紫铜焊接过程温度场应力场分布模拟
Finally, the temperature and stress field indirect coupling method is used to simulate the welding stress field by applying the results of temperature field analysis as temperature loads on the model. After that, the results of stress field simulation are analyzed.
Based on the analysis of stress field anddeformationof welding partsafter welding,the strength anddeformation checkingof welding parts is conducted in this paper. Thechecking resultsare: the welding parts are qualifiedand theweldingisfeasible.
Then, the simulation and analysis of welding temperature field is completed by building a finite element model of welding, using APDL to make programs of heatsource, applying element birth and death technology to simulate the successive generating of welding seamsand adopting "* DO—*ENDDO" language to realize the movement of heat source;
紫铜与不锈钢焊接
紫铜与不锈钢(碳钢)管板焊接工艺试验四川空分许丰淳蒋吉华摘要采用钨极氩弧焊焊接紫铜与不锈钢（或碳钢)的管板接头，进行了系列的焊接工艺试验，探索出与之相适应的焊接材，其工艺性能良好、操作方便、焊接质量稳定等特点。
该工艺打破了娄似接头采用传统的铺锡钎焊方法，大大降低了工艺程难度、制造成本，缩短了生产周期、提高焊接接头的强度。
关键词：管板钨极氩弧焊热裂纹强度—．实验的提出该试验主要是针对透平膨胀机供油装置上的冷却器紫铜--不锈钢(碳钢)管板接头在焊接中出现的问题而提出的。
该类接头目前采用的是紫铜管与黄铜板材料，这样是为了便于采用锡钎焊：同时为了提高耐压值使用了胀接工艺，另外为了方便进行整体铺锡，还特意把黄铜板的管孔附近设计工艺槽。
由于钎焊与胀接是互相矛盾的丁艺，胀接需冷收缩而铺锡要热膨胀，往往先胀接好的管口一经加热就出现松动现象，造成漏锡及接头强度降低，有些接头根本达不到使用要求，最后只得采取管口封死等措施，才能保证使用。
据了解，目前低温机械公司生产的冷却器，基本上每台都有出现此类情况，造成冷却效率下降。
即使采用这样复杂的工艺，接头的强度也还是比较低，大约只能承受左右，而油泵的最大供油压力为，这给装置的正常运行带来了隐患。
最后一点就是采用整体铺锡钎焊方式，产品外观质量较差。
因此，就迫切的要求找到一种既能提高接头的焊缝强度，又简便易于实现，同时又能降低成本的焊接工艺方法。
根据多收集资料、了解专业信息，从分析钢与紫铜的焊接性能入手笔，我们提出采用手工钨极氩弧焊工艺解决该接头强度及气密性的问题。
二．钢与紫铜的焊接性能分析1、钢与紫铜的焊接特点Fe与Cu的原子半径、点阵类型、晶格常数及外层电子数都比较接近，这对钢与紫铜之间的焊接比较有利。
但是，钢与紫铜的熔化焊接还有一定的难度，主要如下：(1).钢与铜的物理性能不同，熔点及线膨胀系数差异大。
紫铜的线膨胀系数大，在焊接过程中会产生较大的焊接应力。
(2).铜的导热系数是钢的8倍多，熔池的冷却速度比钢要大得多，氢的扩散逸出和水的上浮条件更为恶劣，形成气空的敏感性增大。
不锈钢与铜管的焊接方法
不锈钢与铜管的焊接方法
不锈钢和铜管能焊接在一起吗？那必须能啊！这就好比把两个不同世界的小伙伴拉到一起，创造出超棒的组合。
先说说焊接步骤。
把不锈钢和铜管清理干净，就像给它们洗个超级干净的澡，不能有一点脏东西。
然后选择合适的焊接材料，这可重要啦，就像给它们找个合适的胶水。
接着用焊枪加热，小心翼翼地把它们融合在一起，就像在做一场精细的小手术。
注意事项可不少呢！焊接的时候一定要注意安全，不然可就糟糕啦！要戴好防护眼镜和手套，这就像给你自己穿上了超级铠甲。
温度也要控制好，不能太高也不能太低，不然焊接效果就大打折扣啦。
安全性和稳定性方面，只要你操作正确，那绝对没问题。
就像盖房子一样，只要基础打得好，房子就不会倒。
焊接好了的不锈钢和铜管，结实得很呢！
应用场景那可多啦！在家庭装修中，水管的连接就可以用到。
在工业领域，各种设备的制造也少不了它们。
为啥呢？因为它们焊接在一起后，既耐腐蚀又耐用，这不是超棒吗？
给你举个实际案例吧！我有个朋友在装修房子的时候，就用了不锈钢和铜管的焊接，到现在都没出现任何问题。
那效果，杠杠的！
不锈钢和铜管的焊接就是这么厉害。
操作得当，就能创造出坚固耐用的连接。
赶紧试试吧！。
T2铜管与1Cr18Ni9Ti不锈钢管的焊接
T2铜管与1Cr18Ni9Ti不锈钢管的焊接曲显清(二十三冶集团公司湖南冶建安装分公司 湖南长沙 410015)摘 要 本文根据镍在紫铜和不锈钢中可无限固溶,对紫铜管和不锈钢管的焊接,采用纯镍作过渡焊缝,采取合适的工艺措施,通过试验,成功地解决了其焊接接头中易出现裂纹的问题。
关键词 异种金属焊 焊接性 焊接工艺中图分类号:T G4 文献标识码:A 文章编号:1672-8149(2005)13-210-02在转炉炼钢工程的氧气管道安装中,有一段133!4的T2铜管和1Cr18Ni9T i不锈钢管焊接的管道。
由于是两种性能差别较大的异种材料焊接,对接接头要求达到GB3323∀钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级#中的∃级,要保证焊接质量难度较大,需采取特别的措施。
经过焊接工艺试验及评定,确定采用氩弧焊,用纯镍焊丝作填充金属,较好地解决了此问题。
1 焊接性分析资料表明,铜与钢在高温时的晶格类型、晶格常数、原子半径都很接近,这有利于焊接。
但是它们的物理特性如熔点、导热系数等差异很大,给焊接造成一定的困难,数据对比如下表1:表1:两种材料的物理特性比较材料熔点%导热系数W/mK 线膨胀系数10-6K-1比热容J/g%T2108339117.20.385 1Cr18N i9T i145616.3160.5另一方面,铜在不锈钢中的溶解度很小,铁-铜相图表明(如下图1),铜在奥氏体中的溶解度不超过8%。
当采用铜为基体的焊缝金属时,则因焊缝中含Fe、Cr、Ni,会变脆变硬,或渗入不锈钢侧近缝区奥氏体晶界而使接头变脆。
若采用不锈钢焊缝,则当焊缝铜含量达到一定量时,极易产生热裂纹。
为此有必要选择一种与铜和不锈钢均有良好焊接性的材料,采用过渡焊缝是减少热裂纹的根本措施。
图1:铁-铜相图从Cu-Ni相图(见图2)及Fe-Ni-Cr相图(见图3)可知,铁和铜分别与镍能形成无限固溶的合金,且镍本身的塑性较好,由此可见纯镍焊丝是理想的过渡材料,焊接接头可获得较高的强度和塑性。
Φ10紫铜管与2mm304不锈钢插入式钨极氩弧焊HS201焊接工艺
Φ10紫铜管与2mm304不锈钢插入式钨极氩弧焊HS201焊接工艺徐明亮【摘要】结合实际,针对椎10紫铜管与2mm304不锈钢插入式钨极氩弧焊HS201焊接工艺进行了阐述.【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】2页(P159-160)【关键词】椎10紫铜管;2mm304不锈钢插入式钨极氩弧焊;HS201焊接工艺【作者】徐明亮【作者单位】江苏航运职业技术学院,江苏南通 226010【正文语种】中文【中图分类】TG441 概述紫铜管-不锈钢管板角接头广泛应用于各类冷却器，由于不锈钢的耐化学腐蚀和电化学腐蚀性能在钢材里面是最好的，铜及铜合金具有优良的导电性、导热性、延展性以及在某些介质中良好的抗腐蚀性能，两者连接一起能够最大限度地利用材料的各自优点，会收到意想不到的效果。
而且还能够符合不同部位处于不同的温度、压力、载荷、介质等工作条件。
复合构件不仅能满足使用性能的要求，而且在经济上也相当合理。
显然，把异种金属连接在一起形成整体部件，焊接常常是最好的方法，所以异种金属焊接技术就成了关键。
紫铜管-不锈钢焊接试件具有强度重量比高，承载大，疲劳性能好，有较好的抗腐蚀性。
世界各国的研究者对304不锈钢和紫铜管焊接进行了实验和理论分析，目前常用的焊接方法有氧乙炔焊、电阻对焊、钎焊及钨极氩弧焊等，生产中多数采用填充材料依然是银基铜焊丝和加环银衬垫。
由于银基铜焊丝熔化温度最窄、熔点低、抗电蚀、渗透性和韧性优良、流动性及润湿性良好的优点且可快速焊接成型，且含银量越高焊接越容易，在国外由于其先进而优良的焊接设备，对于紫铜管-不锈钢管板角接技术填充材料银的含量控制很低，而国内由于受先进材料的控制致使我们的焊接设备与国外先进焊接设备有一定的差距，如果按照国外的工艺要求焊接，铜管很容易烧穿，所以现阶段国内对于紫铜管-不锈钢管板角接技术填充材料银基铜焊丝含银量大多数都是很高才能达到工艺要求和使用要求，所以无论国内国外目前紫铜管-不锈钢管板角接利用银基铜焊丝加环银衬垫成本都是极高的。
紫铜与316L不锈钢脉冲激光焊微观组织及力学性能_李扬
铜和不锈钢薄板激光焊接过程的微观组织及界面扩 散的研究少 有 研 究 报 道。 本 文 对 铜／不 锈 钢 薄 板 激 光搭接焊过程的微观组织及力学性能进行了研究， 为工程应用提供了理论依据。
２ 实验条件及方法
紫铜／不锈钢激 光 搭 接 焊 （不 锈 钢 在 上，紫 铜 在 下 以 及 紫 铜 在 上 ，不 锈 钢 在 下 两 种 搭 接 方 式 ）实 验 采 用固体激光器 Ｎｄ：ＹＡＧ（ＪＫ２００３ＳＭ）。纯氩气作为 保护气体，保护气 体 流 速 为 ２０ ｍＬ／ｍｉｎ。 实 验 所 用 的材料为纯铜（Ｔ３）和 ３１６Ｌ 不 锈 钢，经 过 大 量 的 实 验 而 选 取 的 适 合 铜／不 锈 钢 的 尺 寸 分 别 为 ：铜 试 样 尺 寸为１００ｍｍ×２０ ｍｍ×０．４ ｍｍ；不 锈 钢 试 样 尺 寸 为 １００ ｍｍ×２０ ｍｍ×０．９ ｍｍ。 实 验 中 得 到 的 优 化 工艺 参 数 范 围 为：平 均 功 率 为 １５００ Ｗ，频 率 为 １００ Ｈｚ，焊 接 速 度 为 １０ ｍｍ／ｓ，峰 值 功 率 为 １６６７～ ３０００ Ｗ，脉冲持续时 间 为 ５～９ ｍｓ。 在 此 参 数 范 围 内 ，针 对 不 同 的 搭 接 方 式 ，分 别 进 行 了 ５ 组 实 验 。
激光焊接是利用高能量密度束流作为热源的高 度 精 密 的 焊 接 方 法 ［４－８］，具 有 能 源 密 度 高 且 集 中 、焊 缝 的 深 宽 比 大 、线 能 量 低 、焊 后 变 形 小 、可 控 性 好 、加 热及冷却速度快等 特 点，特 别 适 合 于 薄 板 高 质 量 高 速度的焊 接 ，可 ［９－１１］ 以 有 效 地 减 少 晶 粒 粗 大 现 象。 另 外 ，在 相 同 参 数 条 件 下 ，脉 冲 激 光 焊 与 连 续 激 光 焊 相比，脉冲形 式 的 激 光 能 够 获 得 更 大 的 熔 深 ， ［１２－１３］ 因 此 ，采 用 脉 冲 激 光 进 行 铜／不 锈 钢 薄 板 金 属 材 料 的 焊 接 。 目 前 ，国 内 外 对 铜／钢 异 种 金 属 焊 接 做 了 一 些 研究 ，但 ［１４－１７］ 是，研 究 主 要 是 针 对 铜 和 不 锈 钢 厚 板 的对接形式进行激 光 焊 接，主 要 集 中 在 激 光 斑 点 位 置 对 焊 缝 成 形 、焊 接 接 头 力 学 性 能 影 响 的 研 究 ，对 于
不锈钢与紫铜怎样焊接
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不锈钢管和紫铜管焊接根据焊接要求分为如下几种焊接方式1、常规的火焰焊接，这种需要用高银的比如威欧丁203的焊丝配合威欧丁201-F 的焊膏焊接，或者用替代银的WEWELDING46的焊丝配合威欧丁201-F的助焊膏焊接，助焊膏起到辅助焊接作用，用46焊接的时候在熟练掌握操作的前提下可以不用配焊膏焊接的，那是因为46焊丝表面是自带助焊膏的。
2、氩弧焊焊接，氩弧焊这种运用的时候需要对母体管料的结构尺寸有一个要求就是有一定的直径和厚度，如果是小薄管就不适合，因为运枪的操作不如气焊来得方便，另外熔焊的话焊接薄料不是太好操作的。
3、然后就是紫铜和不锈钢的异种金属焊接如果用氩弧焊来操作的话需要选用适合这两种金属之间焊接的威欧丁黄铜氩弧焊丝，这里面说的黄铜氩弧焊丝不是我们通俗说的气焊的黄铜焊丝，而是氩弧焊用的黄铜焊丝，其中威欧丁204S就是其中的一种。
首先采用钎焊焊接式几种焊接选择：1、VOD203高银焊丝工作熔点比较低操作性价位相比较高。
2、威欧丁WE46用于替代高银焊丝焊接解决蒙乃尔白铜碳钢锈钢及述金属间异种焊接强度非高熔点相比较高。
紫铜与不锈钢焊接用203的焊丝就够了。
焊条（covered electrode）气焊或电焊时熔化填充在焊接工件的接合处的金属条。
焊条的材料通常跟工件的材料相同。
根据不同情况，电焊条有不同的分类，而按性能分类的焊条，都是根据其特殊使用性能而制造的专用焊条，如超低氢焊条、低尘低毒焊条、立向下焊条、躺焊焊条、打底层焊条、高效铁粉焊条、防潮焊条、水下焊条、重力焊条等。
紫铜与不锈钢焊接可采用气焊、氩弧焊等焊接方法。
气焊的焊接熔池温度易于控制，容易实现单面焊双面成形，对焊件进行焊前预热和后热也较便利。
但由于氧乙炔焰温度低，热量分散，难以克服因紫铜散热快而引起焊不透的缺陷，较难获得良好的焊接质量。
手工氩弧焊（TIG）氩气保护可靠，熔池金属不易发生氧化；焊接温度高，能量集中且电弧和熔池可见性好，操作方便，易于控制熔池形状及焊缝成形；没有熔渣，不需焊后清渣，焊接接头外观质量好，故确定采用TIG 焊的焊接方法。
紫铜与不锈钢(碳钢)管板焊
紫铜与不锈钢(碳钢)管板焊—．实验的提出该试验主要是针对透平膨胀机供油装置上的冷却器紫铜--不锈钢(碳钢)管板接头在焊接中出现的问题而提出的。
该类接头目前采用的是紫铜管与黄铜板材料，这样是为了便于采用锡钎焊：同时为了提高耐压值使用了胀接工艺，另外为了方便进行整体铺锡，还特意把黄铜板的管孔附近设计工艺槽。
由于钎焊与胀接是互相矛盾的丁艺，胀接需冷收缩而铺锡要热膨胀，往往先胀接好的管口一经加热就出现松动现象，造成漏锡及接头强度降低，有些接头根本达不到使用要求，最后只得采取管口封死等措施，才能保证使用。
据了解，目前低温机械公司生产的冷却器，基本上每台都有出现此类情况，造成冷却效率下降。
即使采用这样复杂的工艺，接头的强度也还是比较低，大约只能承受2.5MPA 左右，而油泵的最大供油压力为4.0MPA，这给装置的正常运行带来了隐患。
最后一点就是采用整体铺锡钎焊方式，产品外观质量较差。
因此，就迫切的要求找到一种既能提高接头的焊缝强度，又简便易于实现，同时又能降低成本的焊接工艺方法。
根据多收集资料、了解专业信息，从分析钢与紫铜的焊接性能入手笔，我们提出采用手工钨极氩弧焊工艺解决该接头强度及气密性的问题。
二．钢与紫铜的焊接性能分析1、钢与紫铜的焊接特点Fe与Cu的原子半径、点阵类型、晶格常数及外层电子数都比较接近，这对钢与紫铜之间的焊接比较有利。
但是，钢与紫铜的熔化焊接还有一定的难度，主要如下：(1).钢与铜的物理性能不同，熔点及线膨胀系数差异大。
紫铜的线膨胀系数大，在焊接过程中会产生较大的焊接应力。
(2).铜的导热系数是钢的8倍多，熔池的冷却速度比钢要大得多，氢的扩散逸出和水的上浮条件更为恶劣，形成气空的敏感性增大。
(3).在焊缝或近缝区易产生热裂纹，影响接头的强度及气密性，这是焊接工艺中重点要解决的问题。
由于钢与紫铜中含有—定量的杂质，如氧、硫、磷等。
在焊接过程叫，这些杂质元素易形成各种低熔点的共晶体和脆性化合物而存于焊缝晶界处，严重削弱了金属在高温时的晶间结合力，是焊缝产生热裂纹的主要原因。
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紫铜与不锈钢(碳钢)管板焊
—．实验的提出
该试验主要是针对透平膨胀机供油装置上的冷却器紫铜--不锈钢(碳钢)管板接头在焊接中出现的问题而提出的。
该类接头目前采用的是紫铜管与黄铜板材料，这样是为了便于采用锡钎焊：同时为了提高耐压值使用了胀接工艺，另外为了方便进行整体铺锡，还特意把黄铜板的管孔附近设计工艺槽。
由于钎焊与胀接是互相矛盾的丁艺，胀接需冷收缩而铺锡要热膨胀，往往先胀接好的管口一经加热就出现松动现象，造成漏锡及接头强度降低，有些接头根本达不到使用要求，最后只得采取管口封死等措施，才能保证使用。
据了解，目前低温机械公司生产的冷却器，基本上每台都有出现此类情况，造成冷却效率下降。
即使采用这样复杂的工艺，接头的强度也还是比较低，大约只能承受2.5MPA 左右，而油泵的最大供油压力为4.0MPA，这给装置的正常运行带来了隐患。
最后一点就是采用整体铺锡钎焊方式，产品外观质量较差。
因此，就迫切的要求找到一种既能提高接头的焊缝强度，又简便易于实现，同时又能降低成本的焊接工艺方法。
根据多收集资料、了解专业信息，从分析钢与紫铜的焊接性能入手笔，我们提出采用手工钨极氩弧焊工艺解决该接头强度及气密性的问题。
二．钢与紫铜的焊接性能分析
1、钢与紫铜的焊接特点
Fe与Cu的原子半径、点阵类型、晶格常数及外层电子数都比较接近，这对钢与紫铜之间的焊接比较有利。
但是，钢与紫铜的熔化焊接还有一定的难度，主要如下：
(1).钢与铜的物理性能不同，熔点及线膨胀系数差异大。
紫铜的线膨胀系数大，在焊接过程中会产生较大的焊接应力。
(2).铜的导热系数是钢的8倍多，熔池的冷却速度比钢要大得多，氢的扩散逸出和水的上浮条件更为恶劣，形成气空的敏感性增大。
(3).在焊缝或近缝区易产生热裂纹，影响接头的强度及气密性，这是焊接工艺中重点要解决的问题。
由于钢与紫铜中含有—定量的杂质，如氧、硫、磷等。
在焊接过程叫，这些杂质元素易形成各种低熔点的共晶体和脆性化合物而存于焊缝晶界处，严重削弱了金属在高温时的晶间结合力，是焊缝产生热裂纹的主要原因。
此外，焊缝中的铁元素对热裂纹倾向的影响比较大。
据有关资料介绍，当铁含量在10～43％时，焊缝具有最好的抗裂性能。
因此，控制焊缝的熔合比是相当重要的环节。
2.焊接要点
(1)．合理控制焊接热循环，改善焊接应力状态和消除氧化物、硫化物以及低熔点共晶体的有害作用。
具体地的方法就是采用热量集中的焊接方法，即:手工钨极氩弧焊接。
另外可采焊前预热的办法。
(2).正确选择焊接材料，控制焊缝的化学成分，限制有害杂质的含量。
(3)．拧制焊缝熔介比，以保证铁在焊缝中的含量在10—43％之间，使焊缝
具有良好的抗裂性能。
(4)．采用合理的接头型式，改善接头的工艺性能和抗裂性能。
(5)．严格进行焊接前期处理。
三、实验方法、内容及接头性能
1．试验依据：参照CBl51附录C的要求进行。
2．试验：采用不同的焊接材料及坡口型式进行实验
3．检验内容：焊缝外观进行渗透检测(PT)、剖面进行金相宏观检测、强度及气密性试验。
强度及气密性试验：
4．各种试验方法及检测结果：
(1)．紫铜与不锈钢管板接头的焊接见下表：
序号
焊接材料
焊接规范参数
表面
渗透
检测
宏观
金相
强度及气
密性试验
备注
1
HS201
焊接电流：I=80～100A
保护气体流量：Ar=10～151／min
气体纯度≥99.99％
无裂
纹气
孔等
缺陷
无宏
观缺
陷
压力=
6.0MPa。
满足要
求
1.试板管
口倒角
2×45°
2.管规格
∮10×1
2
HS201
焊接电流：I=80～100A
保护气体流量：Ar=10～151／min 气体纯度≥99.99％
无裂
纹气
孔等
缺陷
无宏
观缺
陷
压力=
6.0MPa。
满足要
求
1.试板管
口倒角
2×45°
2.管规格
∮16×3
(2).紫铜管与碳钢管板的焊接见下表序号
焊接材料
焊接规范参数
表面
渗透
检测
宏观
金相
强度及气
密性试验
备注
1
HS201
焊接电流：I=80～100A
保护气体流量：Ar=10～151／min 气体纯度≥99.99％
无
缺陷
无
缺陷
压力=
6.0MPa。
求
试板管
口倒角
2×45°
2
HS201
焊接电流：I=80～100A
保护气体流量：Ar=10～151／min
气体纯度≥99.99％
无
缺陷
无
缺陷
压力=
6.0MPa。
满足要
求
试板管
口倒角
2×45°
5.结论
综合以上两组实验说明：只要选择正确的接头坡口型式、合适的焊接材料、合理的焊接规范，采用手工钨极氩弧焊是可以达到紫铜管与不锈钢(碳钢)管板接头的强度及气密性的要求，能够满足产品的设计要求的。
四．焊接工艺及焊接要点
(一).焊接工艺
1.焊接方法：手工钨极氩弧焊
2.焊接材料：紫铜焊丝HS201 ∮2
3.焊接规范参数：焊接电流I=80～110A 保护气体流量AR=l0～15 钨极直径=3．2 喷嘴直径=8～11
4.接头坡口型式(略)
(二) 焊接要点
1.焊前准备：紫铜管口(50CM范围内)焊接部位需严格去油、氧化物及其它污物，管板焊接坡口部位需去油、除涂锈等杂质。
2.施焊时，电弧应偏向紫铜侧，以减少熔合比，使FE元素的含量：控制在10～40％之间。
3.氩气的纯度要求≥99．99％
五、试验目的及意义
通过在紫铜与不锈钢(碳钢)管板接头的焊接试验，说明：该类接头采用熔化焊接的方法是可行的，是可以保证产品满足设计要求。
它能有效地降低低机公司冷却器的制造成本、生产周期及工艺难度：它大大提高了接头的强度，给中高压油泵在透平膨胀机供油装置上的应用扫清了障碍；同时，它显著提高了产品的外
总之，采用手工钨极氩弧焊焊接冷却器上紫铜与不锈钢(碳钢)管板接头是既经济、简便，又可靠的一种焊接工艺方法。