紫铜与不锈钢的焊接
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
T2紫铜与1Cr17Ni2不锈钢火焰钎焊焊接工艺技术研究

·44·材料开发与应用2009年6月技术支持。
4.1工艺评定QJl02;试板为12和ICrl7Ni,尺寸均为25mill×25焊接设备:焊炬H01—6、焊嘴2号;lnln×80mnl;钎焊材料:钎料HLAgCd26—16.7—17、钎剂钎焊参数见表3。
表3火焰钎焊焊接参数焊前用汽油清洗零件,用砂纸清理焊接锈蚀和氧化膜。
采用中性焰内外焰往复摆动式加热所焊试件。
先加热铜,由铜向不锈钢过渡热量,以减少不锈钢的加热时间,避免不锈钢过烧。
加热时间约为1~2min,温度为635~670℃。
试件加热后,将蘸有钎剂的钎料填满整个焊缝。
焊接时采用内焰,时间为20~30s。
用外焰继续均匀加热15~20s,以保证焊料充分流入焊缝内部。
4.2工艺评定试验结果(1)焊缝外观检验:焊缝成形饱满,无未熔合、气孔、夹渣、裂纹等缺陷;(2)力学性能试验:拉伸试验和剪切试验结果显示.焊缝接头强度大于母材T2的。
5工艺试验根据工艺评定结果,我们采用工艺评定的焊接参数,结合对三通管路结构的工艺性改进,进行了一组焊接工艺试验。
共11套三通管路,经6MPa气压试验,保压20min,全数合格,符合产品气密性要求。
金相组织分析见图2,焊接接头钎料向母材扩散充分,钎缝和母材结合紧密,未出现剥离现象,结合力强度较高。
与渗漏产品的金相组织(图3)对比,不锈钢与铜材间出现明显的组织剥离现象.第24卷第3期范宇洪等:T2紫铜与1Crl7Ni2不锈钢火焰钎焊焊接工艺技术研究‘45·6焊接接头显微组织检测分析7结论经过分析和多次试验,我们配制了合适的浸蚀剂,如表4所示。
腐蚀时,先腐蚀钎料,后腐蚀母材,并注意每次蘸取少量浸蚀剂轻轻腐蚀,切忌过量以免造成腐蚀过头。
表4金相试样浸蚀剂材料浸蚀剂T25%一10%(质量浓度)硫酸与硝酸水溶液钎料10%(质量浓度)过硫酸铵水溶液!竺!!Z盟婆三氢丝丛主芝垫醒iQ坚些垄!塑竺!显微组织见图4,图5,可见,焊缝处组织致密、母材成分均匀,无偏析及疏松等缺陷;钎料向母材扩散充分,结合紧密。
T2紫铜与1Cr17Ni2不锈钢火焰钎焊焊接工艺技术研究

1 T2与 1Cr17N i2异种材料火焰钎 焊焊接工艺技术难点
( 1 ) T2 与 1Cr17N i2 是异种材料的焊接 ,焊 接困难 。火焰钎焊本身存在钎焊接头的耐热力 较差 、接头强度比较低 、钎焊时对表面清理及焊 件装配质量要求较高等缺点 。对操作者要求较 高 ,焊接质量的稳定性较差 。
·42·
材 料 开 发 与 应 用
2009年 6月
文章编号 : 100321545 (2009) 0320042204
T2紫铜与 1Cr17N i 2安东风仪表厂 ,陕西 西安 710065)
摘 要 :本文针对 T2紫铜与 1Cr17N i2不锈钢异种材料的焊接性差 ,接头强度低 ,质量稳定性不高的问题 ,对 接头结构 、焊接材料 、工艺参数 、操作技术等影响焊接质量的各种因素进行了深入分析和研究 。设计了合理的 接头结构及焊接参数 、选择匹配的焊接材料 ,进行了工艺试验和工艺评定 。并对接头力学性能 、金相及显微组 织进行了检测和分析 。 关键词 : T2; 1Cr17N i2;火焰钎焊 ;焊接参数 ;显微组织分析 中图分类号 : TG 454 文献标识码 : A
·44·
材 料 开 发 与 应 用
2009年 6月
技术支持 。
QJ102;
4. 1 工艺评定
试板为 T2和 1C r17N i,尺寸均为 25 mm ×25
焊接设备 :焊炬 H01 - 6、焊嘴 2号 ;
mm ×80 mm;
钎焊材料 :钎料 HLAgCd26 - 16. 7 - 17、钎剂
金相组织分析见图 2,焊接接头钎料向母材 扩散充分 ,钎缝和母材结合紧密 ,未出现剥离现 象 ,结合力强度较高 。与渗漏产品的金相组织 (图 3)对比 ,不锈钢与铜材间出现明显的组织剥 离现象 。
采用过渡层法焊接不锈钢与紫铜

采用过渡层法焊接不锈钢与紫铜王志德(甘肃省兰州市 兰州钢厂设备公司 730020) 炼钢电炉上的导电管大多是由不锈钢与紫铜焊接而成。
二者焊接时,填充材料及焊接工艺的选择较为困难。
经实践,采用镍基焊条熔敷过渡层加以合理的焊接工艺,焊缝质量较高,能够满足设计要求,又降低了制作成本。
现将工艺介绍如下:导电管由紫铜(T2)与不锈钢法兰(1Cr18N i9T i)焊接而成(见图)。
在使用过程中,管内通冷却水,且易受振动,要求不泄漏。
焊前,在不锈钢法兰上开单V形坡口,坡口角度25°,然后将二者结合面及其25mm范围内清洗干净,直至露出金属光泽。
本着合理、节约的原则,过渡层选择纯镍Z308焊条,过渡层与紫铜管之间的填充材料选择T107焊条。
焊接参数:Z308焊条 4mm(120~150℃烘干2h),焊接电流120~150A;T107焊条 5mm(250℃烘干1~2h),焊接电流180~240A。
采用直流反接。
焊接要点: 焊接过渡层时,焊条不宜横向摆动,采用小电流快速焊。
焊接紫铜时,必须将铜预热到450~480℃。
焊接过程中,在距接头250mm处采用气体火焰加热,短弧(弧长约2.5mm)、快速、直线运条,分段退焊,每焊一层要彻底清渣。
焊后,用渗透法检查,表面无明显缺陷,最后试压合格。
安装使用三年,未出现异常情况。
(收稿日期:19960—07—01)熔化极富氩三元混合气体保护焊的应用罗 伟 (浙江省杭州市 浙江大学 310027) 气体常常以液态形式予以有效的贮存,氧气的液化温度为-183℃,氩气液化温度-186℃,氮气液化温度-196℃。
常见的液氧、液氩、液氮的低温贮槽为真空粉末绝热式贮槽。
这类贮槽由内旦容器、外壳、管路及蒸发系统等组成,内旦容器多为奥氏体不锈钢如1Cr18Ni9T i,外壳多为16M nR,管路系统多为奥氏体不锈钢。
根据相应标准,真空粉末绝热低温液体贮槽的制造、检验及验收要求较高。
紫铜与钢的焊接

紫铜与钢的焊接采用手工电弧焊、气焊和埋弧焊。
板厚大于3毫米时需开坡口,坡口形式与钢构相同。
开X形坡口时不留钝边,以保证焊透。
当坡口角度太小或端部沾污就不能很好焊透。
紫铜、铜合金与钢的手工电弧焊可采用铜107(T107)、铜227(T227)焊条进行焊接。
被焊材料的厚度为3毫米或3毫米以上,可以采用埋弧焊,焊接接头可以采用对接或“T”形接。
熔剂层下的碳焊用直流正极性,弧压为40~55伏,弧长14~20毫米,电流300~550安,选用焊铜用的焊剂例如焊剂150、焊剂431等。
熔化极电弧焊时,虽然熔剂中加入2~5%的铝、锰、硅和碳酸钙,以及铜墙铁壁焊毕上镀0.1~0.15毫米的锌,仍不能消除气孔。
如对坡口预热150℃,则气孔完全消失。
焊丝用T2铜丝,焊剂用430或360,结果良好。
黄铜、紫铜与钢进行闪光焊和电阻焊均可获得合格的接头。
闪光焊时钢的烧损量比铜大,因些装入焊机的伸出长度应大些。
闪光焊时,钢 L=3.5d ,黄铜L=1.5d ,紫铜L=1d 。
式中d为焊件直径,L为伸出长度。
电阻焊时,钢L=2.5d ,黄铜L=1d ,紫铜L=1.5d 。
顶锻压力均为1.0~1.5公斤力/毫米2。
紫铜及紫铜与低碳钢的焊接工艺紫铜的特点:具有极高的导电性、导热性、优良的可塑性、耐腐蚀性、低温塑性。
由于紫铜导热性好,焊接时热量迅速从加热区传导出去,使母材与填充金属难以融合,这种现象尤其在厚板焊接时表现得更明显。
本公司在近期承接了制作厂内的金属结晶器,整体由低碳钢与紫铜焊接.因为内桶为全紫铜制作,而且内桶与外桶的连接是低碳钢法蓝,从而涉及到紫铜及紫铜与低碳钢的焊接工艺。
焊接要求:要求结晶器整体在6Mpa压缩空气下10分钟无渗漏现象。
把母材需要焊接的位置通过机械加工和等离子切割而得到需要的坡口形式,方便达到焊接要求。
焊接方法的选择:紫铜焊接有很多方法,如气焊、焊条电弧焊、TIG焊、CO2焊、埋弧焊等等方式.考虑到母材结构、工艺、与焊接设备等因素,选择了TIG焊(高纯Ar气体保护焊)。
铜与不锈钢的真空钎焊

黄铜是铜与锌的合金,力学性能和耐蚀性能均高于紫铜,能很好地进行 压力加工,成本也较低,多用于各种结构部件。为了提高黄铜的耐蚀性能、 力学性能或者切削性能,在其中加入少量锡、铝、锰、硅等元素,即得到锡 黄铜、铝黄铜、锰黄铜等多元黄铜。
affecting the vacuum brazing were analyzed.And the em【phasis was laid on the analysis of
the affect of brazing assembled clearance on brazing results through the experiments.
copper Was introduced in details.Design of solder and joints,and seaing of technical
parameters were developed according toal experience.Factors
introduced in the l。chapter.The 2“o chapter included the formation mechanisms of vacuum
joints.In the 3”chapter,the equipments and technical routes involved were described.The
铜与不锈钢焊接

问:需要铜管(直径8mm)和不锈钢管焊接在一起(直径80mm),铜管焊接在不锈钢管壁,请问用什么方法才能保证焊接质量。
答:1、用银钎料。
用氩弧焊比较快,而且外观好看。
操作时要先对铜管加热,温度到了银钎料才能粘住,然后焊枪再摆向不锈钢。
铜停留时间长,不锈钢停留很短只是快速走过。
2、最好的方法就是钎焊.加银焊条.焊出来的效果.保证让你满意.找个加工的地方就知道了.钢与铜及铜合金焊接时的主要困难是在焊缝及熔合区易产生裂纹。
实践证实,为了保证焊缝具有足够高的抗裂性能,焊缝中铁的质量分数以控制在10%~43%为宜。
⑴焊接方法及焊接材料低碳钢与铜及铜合金焊接时,可以分别采用手弧焊、埋弧焊和钨极氩弧焊。
低碳钢与纯铜焊接时采用纯铜作为填充金属材料,如焊条TCu(T107);钨极氩弧焊时,采用硅锰青铜QSi3-1焊丝。
低碳钢与硅青铜、铝青铜焊接时,可采用铝青铜作填充金属材料。
不锈钢与铜焊接时,采用镍或镍基合金作填充金属材料。
铜的熔点是1083.4度,铁的熔点是1534.8度.不锈钢的熔点高达1500℃——1600℃,铜和铁能够焊接,多种方法1、铜焊丝,MIG焊;2、钎焊;3、摩擦焊,要看具体什么样的工件。
常用方式是火焰钎焊,用铜焊丝,加硼砂焊剂即可.亚弧焊用特种焊丝填加,气焊可以采取130焊丝,火焰气焊.在900度时薄层流动性非常优秀手弧可以用普通直流电焊机配M210焊接,因为M210是支持所有铜,铜合金及上述金属与钢,铸铁,不锈钢的焊接的。
如果是小的或者薄的件可以采取低温钎焊解决但是也有需要考虑的问题。
第一铜的成分跟铁的成分杂质等都是很音响焊接的,第二焊好后的用途,若是焊接在一起接触电介质化学,铁会因为比铜活泼,发生十分严重的电化学腐蚀,严重缩短铁的寿命。
哈哈,到时候就变成微电池了。
但是楼主要考虑的问题非常的多,我的答复只能给你做个参考的范围,如果有急问,在线答复你。
钎焊钎焊soldering and brazing用比母材熔点低的金属材料作为钎料,用液态钎料润湿母材和填充工件接口间隙并使其与母材相互扩散的焊接方法。
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紫铜与不锈钢的焊接
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。
焊接材料选择选用紫铜焊丝HS201作为填充材料。
焊前预热
由于紫铜导热系数大,散热迅速,故施焊前必须先用中性焰对铜管一侧进行预热(温度400-450度),焊接过程中仍要保持焊缝层间温度不低于预热温度。
焊接施焊时采用短弧焊,电弧中心要偏向铜管侧约2-4mm,一方面减少铜管侧的热量损失,以免发生未焊透、未熔合等缺陷;另一方面也可防止不锈钢管一侧受热过多而产生烧穿、咬边现象。
采用连续送丝方式,不能采用不加焊丝而将0种母材直接熔合的方法。
施焊过程中尽量减少熄弧次数,熄弧前为防止出现弧坑和过早失去保护,应在熄弧前多添加填充金属,填满后再熄弧停止送氩气。
焊后保温焊接完毕后,用复合硅酸盐毡覆盖焊口保温缓冷,以减弱焊接应力,防止裂纹产生。
钢与紫铜的焊接特点焊接特点
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。
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。
不锈钢
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1H0Cr21Nil0焊接电流:I=80 ~100A
保护气体流量: Ar=10 ~151/ min
气体纯度≥99.99%
大量裂纹裂纹未融合未进行试板管口未倒角
2HS224焊接电流: I=80 ~100A
保护气体量:Ar=10 ~151/ min
气体纯度≥99.99%
裂纹气孔未进行未进行试板管口倒角2×45°
3纯镍焊丝 ( 采用Z308焊条的焊芯代焊接电流: I=80~ 100A
保护气体流量: Ar=10~ 151/ min
气体纯度≥99.99%
表面气孔气孔夹沙未进行试板管口倒角2×45°
4纯镍焊丝N6焊接电流: I=80~100A
保护气体流量: Ar=10 ~ 151 / min
气体纯度≥99.99%
表面气孔单个气孔未进行试板管口倒角2×45&&°
5HS201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
6HS201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。