氣體火焰釬焊操作技術(shù)

氣體火焰釬焊操作技術(shù)所謂氣體火焰釬焊是利用可燃?xì)怏w與氧氣混合燃燒的火焰進(jìn)行加熱的一種釬焊方法。一般情況下，氣體火焰釬焊的操作流程如下圖所示。焊前清理焊前清理檢驗(yàn)NO接頭安裝OK檢驗(yàn)NO充氮保護(hù)、冷卻作業(yè)OK火焰調(diào)節(jié)加熱加入釬料釬劑焊后處理保溫焊接檢驗(yàn)結(jié)束異常處理OKNO1、焊前清理焊前要清除焊件表面及接合處的油污、氧化物、毛刺及其雜物，保證銅管端部及接合面的清潔與干燥，另外還需要保證釬料的清潔與干燥。焊件表面的油污可用丙酮、酒精、汽油或三氯已烯等有機(jī)溶液清洗，此外熱的堿熔液除油污也可以得到很好的效果，對(duì)于小型復(fù)雜或大批零件可用超聲波清洗。表面氧化物及毛刺可用化學(xué)浸濕方法，然后在水中沖洗干凈并加以干燥。對(duì)于銅管，必須用去毛刺機(jī)去除兩端面毛刺，然后用壓縮空氣（壓力P=0.6MPa）對(duì)銅管進(jìn)行吹掃，吹干凈銅屑。2、清潔度檢驗(yàn)一般的焊件在焊前已有專門的清潔工序（如酸洗），但仍有可能因處理工序不佳或儲(chǔ)存方式不正確而使焊件表面留有油污或水份，因此在接頭裝配和焊接前仍需要以目視和觸摸的方式檢驗(yàn)焊件表面的清潔度和干燥度，若發(fā)現(xiàn)焊件不干凈、潮濕或被氧化，應(yīng)挑出來重新處理方可焊接。另外，焊料被污染應(yīng)放棄使用或清洗后再使用。3、接頭安裝釬焊的接頭形式有對(duì)接、搭接、T型接、卷邊拉及套接等方式，制冷系統(tǒng)所采用的均為套接方式，不得采用其它接頭方式。1）釬焊間隙釬焊接頭的安裝須保證合適均勻的釬縫間隙，針對(duì)所使用的銅磷釬料，要求釬縫間隙（單邊）在0.05mm~0.10mm之間。間隙過大：會(huì)破壞毛細(xì)作用而影響釬料在釬縫中的均勻鋪展，另外，過大的間隙也會(huì)在受壓或振動(dòng)下引起焊縫破裂和出現(xiàn)半堵或堵現(xiàn)象；間隙過小：會(huì)防礙液態(tài)釬料的流入，使釬料不能充滿整個(gè)釬縫使接頭強(qiáng)度下降；釬縫間隙不均勻：會(huì)妨礙液態(tài)釬料在釬縫中的均勻鋪展，從而影響釬焊質(zhì)量。2）套接長(zhǎng)度對(duì)于套接形式的釬焊接頭，選擇合適的套接長(zhǎng)度是相當(dāng)重要的。一般銅管的套接長(zhǎng)度在5mm-15mm，（注：壁厚大于0.6mm直徑大于8mm的管，其套接長(zhǎng)度不應(yīng)小于8mm）；毛細(xì)管的套接長(zhǎng)度在10mm-15mm。若套接管長(zhǎng)度過短易使接頭強(qiáng)度（主要指疲勞特性和低溫性能）不夠，更重要的是易出現(xiàn)焊堵現(xiàn)象。4、安裝檢驗(yàn)接頭安裝完畢后，應(yīng)檢驗(yàn)釬焊接頭是否的變形、破損及套接長(zhǎng)度是否合適，如圖所示不良接頭應(yīng)力求避免，若出現(xiàn)不良接頭應(yīng)拆除重新安裝后方可焊接。這里是以銅管的套接為例來說明接頭安裝檢驗(yàn)，銅管與法蘭的套接與此相同。5、充氮保護(hù)接頭安裝經(jīng)檢查正常后開啟充氮閥進(jìn)行充氮保護(hù)，以防止銅管內(nèi)壁受熱而被空氣氧化，焊前的充氮時(shí)間要求應(yīng)依據(jù)具體工序的作業(yè)指導(dǎo)書要求，為保證焊前和焊接后有充足的氮?dú)獗Ｗo(hù)，對(duì)充氮要求如下表所示。一般來說。預(yù)充式(短時(shí)置換)停留的時(shí)間為3-5秒就需快速焊接。 管徑(mm)氮?dú)饬髁浚ê附又校?L/min)焊后保持時(shí)間(S)氮?dú)鈮毫?MPa)＜10≥4≥3預(yù)充式(短時(shí)置換)邊充邊焊(連續(xù)置換)≥10≥6≥60.05~0.20.05~0.16、冷卻作業(yè)1）冷卻方法的分類a）浸入式冷卻將需要冷卻的部品完全浸沒在水中進(jìn)行釬焊的作業(yè)方法。b）噴淋式冷卻向需要冷卻的部品連續(xù)地淋水進(jìn)行釬焊的作業(yè)方法。c）濕布式冷卻用含水的濕布包裹需要冷卻的部品進(jìn)行釬焊的作業(yè)方法。d）非接觸式冷卻通過連續(xù)水流冷卻工裝外壁，來冷卻部品進(jìn)行釬焊的作業(yè)方法。2）冷卻方法的選擇原則確保冷卻部品充分冷卻，在釬焊的過程中，部品的非耐熱部份最高溫度不超過120℃;便于操作，不影響釬焊質(zhì)量和工作效率。3）再冷卻為了防止釬焊余熱使非耐熱部品的溫度上升，釬焊完成后，必須將釬焊部品浸入水中或淋水進(jìn)行冷卻，使溫度降至室溫。7、調(diào)節(jié)火焰1）焊接氣體的組成焊接氣體由助燃?xì)怏w（氧氣）和可燃?xì)怏w（液化石油氣---LPG）兩部分組成，LPG的主要成分是丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）及一定量的丙烯（C3H6）和丁烷（C4H8）等碳?xì)浠衔?。此外為了增加液態(tài)釬料潤(rùn)溫性及防止銅管外表被氧化，在O2-LPG混合氣體中加入了氣體助焊劑（其主要成分為硼酸三甲酯，要求含量為55-65%），三種氣體混合物燃燒溫度可達(dá)2400攝氏度。2）火焰的分類O2-LPG氣體火焰可根據(jù)氧氣與LPG的混合比不同,有三種不同性質(zhì)的火焰：氧化焰、中性焰和還原焰（亦叫碳化焰），三種火焰。如圖所示。當(dāng)O2與LPG的體積比為3.5時(shí)為中性焰，小于3.5時(shí)為還原焰，大于3.5時(shí)則為氧化焰。3）火焰調(diào)節(jié)方法首先打開LPG氣閥，點(diǎn)火后調(diào)節(jié)氧氣閥調(diào)出明顯的碳化焰后再緩慢調(diào)大氧氣閥直到白色外焰距藍(lán)色2~4mm，此時(shí)外焰輪廓已模糊，即內(nèi)焰與焰心將重合，此時(shí)的火焰為中性焰，再調(diào)大氧氣則變?yōu)檠趸?，氧化焰的焰心呈白色，其長(zhǎng)度隨氧氣量增大而變短。焊接銅管時(shí)應(yīng)使用中性焰，盡量避免用氧化焰和碳化焰，氣體助焊劑流量大小則需調(diào)到外焰呈亮綠色,另外也可依據(jù)焊后銅管的顏色來調(diào)節(jié)氣體助焊劑,當(dāng)焊后銅管有變黑的傾向時(shí),則應(yīng)調(diào)大氣體助焊劑的流量,直到焊后銅管呈紫色為止。焊接時(shí)，氧氣與LPG的壓力選擇如下表：焊接材料釬料釬劑供氣壓力(MPa)LPGO2紫銅——紫銅磷銅釬料氣體助焊劑0.05-0.090.4-0.8黃銅——紫銅鋼——銅銀釬料氣體助焊劑+固體助焊劑8、焊炬及焊嘴選擇使用通用焊炬進(jìn)行釬焊時(shí)，最好使用多孔噴嘴（通常叫梅花嘴），此時(shí)得到的火焰比較分散，溫度比較適當(dāng)，有利于保證均勻加熱。焊炬及焊嘴的選擇見下表：1）焊炬的選擇銅管直徑（mm）≤12.712.7~19.05≥19.05焊炬型號(hào)H01-6H01-12H01-022）焊嘴的選擇銅管直徑（mm）≥1612.7~9.539.53~6.35≤6.35和毛細(xì)管單孔嘴型3號(hào)2號(hào)1號(hào)/梅花嘴型4號(hào)3號(hào)2號(hào)1號(hào)以上兩表是選擇焊炬和焊嘴的一般原則，在實(shí)際選擇中，還應(yīng)考慮銅管的壁厚。也就是說，必須根據(jù)銅管的直徑和壁厚，綜合選擇焊炬和焊嘴。9、加熱針對(duì)現(xiàn)有的情況，焊接有三種位置：豎直焊、水平焊、倒立焊。如下圖所示：三種施焊方式，加熱方法如下圖所示，管徑大且管壁厚時(shí)，加熱應(yīng)近些。為保證接頭均勻加熱，焊接時(shí)使火焰沿銅管長(zhǎng)度方向移動(dòng)，保證杯形口和附近10mm范圍內(nèi)均勻受熱，但倒立焊時(shí)，下端不宜加熱過多，若下端銅管溫度太高，則會(huì)因重力和鋪展作用使液態(tài)釬料向下流失。注意事項(xiàng)：a）管徑較大時(shí)應(yīng)選用大號(hào)的焊嘴，反之則用小號(hào)的焊嘴；b）毛細(xì)管焊接時(shí)應(yīng)盡可能避免直接對(duì)毛細(xì)管加熱；c）管壁厚度不同時(shí)應(yīng)著重對(duì)厚壁加熱；d）螺紋管釬焊時(shí)，加熱和保溫時(shí)間比光銅管的時(shí)間要短些，以防釬料流失；e）先加熱插入接頭中的銅管，使熱量傳導(dǎo)至接頭內(nèi)部。10、加入釬料、釬劑1）釬料加入方法當(dāng)銅管和杯形口被加熱到焊接溫度時(shí)呈暗紅色，需從火焰的另一側(cè)加入釬料，如果釬焊黃銅和紫銅，則需先加熱釬料，焊前涂覆釬劑后方可焊接。釬料從火焰的另一側(cè)加入，有三方面的考慮，其一：防止釬料直接受火焰加熱而因溫度過高使釬料中的磷被蒸發(fā)掉，影響焊接質(zhì)量；其二：可檢測(cè)接頭部分是否均勻達(dá)到焊接溫度；其三：釬料從低溫側(cè)向高溫潤(rùn)濕鋪展，低溫處釬料填縫速度慢，所以讓釬料在低溫處先熔化、先填縫，而高溫側(cè)填縫時(shí)間要短些，這樣可使釬料不致于在低溫處填縫不充分而高溫側(cè)填縫過度而流失，也就是使釬料能均勻填縫。焊接時(shí)，可能出現(xiàn)焊料成球狀滾落到接合處而不附著于工件表面的現(xiàn)象，可能的原因是：被焊金屬未達(dá)到焊接溫度而焊料已熔化或被焊金屬不清潔。2）釬料的用量以磷銅釬料（φ2×500mm）為例，在合理的間隙條件下，通過實(shí)際測(cè)量，與銅管直徑相對(duì)應(yīng)的釬料用量標(biāo)準(zhǔn)如下表：銅管直徑（mm）消耗重量（g）消耗長(zhǎng)度（mm）φ6.350.3510φ9.530.3611φ12.70.5715φ15.881.1233φ19.051.5544φ221.9244.6φ25.42.9783φ283.91110φ31.754.6713011、加熱保持當(dāng)觀察到釬料熔化后，應(yīng)將火焰稍稍離開工件，焊嘴離焊件40-60mm范圍，等釬料填滿間隙后，焊炬慢慢移開接頭，繼續(xù)加入少量釬料后再移開焊炬和釬料。12、焊后處理焊后應(yīng)清除焊件表面的雜物，特別是黃銅與紫銅焊接后應(yīng)用清水清洗或砂紙打磨焊件表面，以防止表面被腐蝕而產(chǎn)生銅綠，自動(dòng)焊接時(shí)應(yīng)用最后一排槍噴出出氣體助焊劑的氛圍中冷卻，防止高溫的銅管在冷卻過程中被氧化。注意事項(xiàng)：a）目視檢查釬焊部位，不應(yīng)有氣孔、夾渣、未焊透、搭接未溶合等；b）去除表面的焊劑和氧化膜；c）用水冷卻的部件，必須用氣槍吹干水份；d）按規(guī)定定置擺放所有部件，避免碰傷、損壞。13、焊后檢驗(yàn)對(duì)釬焊接的質(zhì)量要求如下：a）焊縫接頭表面光亮,填角均勻,光滑圓弧過度。b）接頭無過燒、表面嚴(yán)重氧化、焊縫粗糙、焊蝕等缺陷。c）焊縫無氣孔、夾渣、裂紋、焊瘤、管口堵塞等現(xiàn)象。d）部件焊接成整機(jī)后，進(jìn)行氣密試驗(yàn)時(shí)，焊縫處不準(zhǔn)有制冷劑泄漏。關(guān)于焊后泄漏檢驗(yàn)，一般有三種方法；1）壓力檢漏給焊后的熱交換器充0.5MPa以上的N2或干燥空氣，然后對(duì)釬焊接頭噴灑中性的洗滌劑，觀察10秒鐘內(nèi)有無氣泡產(chǎn)生，若有氣泡產(chǎn)生則判為泄漏，需補(bǔ)焊或重焊。此方法檢驗(yàn)精度較低。2）鹵素檢漏此方法用于充冷媒后的熱交換器檢漏。將鹵素檢漏儀的精度選擇為2g/年，用探針沿各焊接頭移動(dòng)（探針離工件應(yīng)保持在1~2mm以內(nèi)，移動(dòng)速度為20~50mm/s），若制冷劑泄漏速度大于2g/年，則檢漏儀將自動(dòng)報(bào)警。此方法較壓力檢漏精度高，但受人為因素影