[發明專利]一種銅鎳管的焊接方法

無效

• 申請號: 201110002053.3
• 申請日: 2011-01-07
• 公開（公告）號: CN102091852A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 程尚華;宋順;樊銘林;高衛東;賈曉燕
• 申請（專利權）人: 蓬萊巨濤海洋工程重工有限公司
• 主分類號: B23K9/16
• 分類號: B23K9/16;B23K9/235;B23K9/32
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙) 11368
• 代理人: 孫國棟

技術領域

本發明屬于焊接技術領域，具體地說是一種銅鎳管的焊接方法。

背景技術

目前，銅鎳合金焊接存在難題，是銅的熱導率高，母材散熱過快，與填充金屬難于熔合，母材厚度和尺寸越大，散熱越嚴重，也難達到熔化溫度，在焊接時，須得焊前預熱，在焊接過程中還需同步加熱。為了達到良好的焊接效果，必須保持工件的溫度，工人勞動強度大，施工條件惡劣，飛濺很大，而且不能保證焊縫質量，主要表現為母材性能損失大，焊接部位機械性能嚴重下降。銅在熔化狀態時的表面張力比碳鋼小，流動性比鋼大，所以表面成型能力差，根據目前的焊接方法根本無法實現單面焊雙面成型，一般在焊后出現較大變形和應力，加上其它雜質的存在，焊接接頭熱裂的可能性大。

銅鎳合金焊接現有技術：根據目前國家標準GB/T11618-1999《銅管接頭》和船舶行業標準CB/T3790-1997《船舶管子加工技術條件》的內容，壁厚δ＜6毫米的銅鎳管可以采用插承式管件和對接接頭，焊接方法為火焰釬焊，采用火焰釬焊的方法焊接銅鎳管，存在的缺點有：難溶合，易變形，易產生熱裂紋，易產生氣孔和外觀成型差。對于壁厚δ≥6毫米的厚壁銅鎳管，國標和行標都規定禁止采用釬焊，必須采用電弧溶焊方法焊接，可是國標和行標都沒有給出可操作的工藝。

目前國內已知的薄壁銅鎳管電弧熔焊工藝基本上都是使用手工電弧焊方法和熔化極電弧焊方法，采用銅鎳焊條或銅鎳焊絲作為填充材料，焊接時需要預熱，焊接條件非常惡劣，勞動效率低，焊接質量不以保證，母材機械性能損失大，而且采用上述焊接方法無法實現銅鎳管對接焊縫單面焊雙面成形。

根據檢索得知，《河北電力技術》1994年第一期披露了一篇關于紫銅管的氬弧焊焊接工藝，作者是河北省電建第二工程公司的鄧子剛，該文章對薄壁紫銅管的氬弧焊焊接工藝從焊接工藝的對比，焊接前的準備，對焊接材料的要求，焊接工藝作了詳細的描述，但是，此工藝方法經我們實際操作發現，它不適于壁厚4毫米≤δ≥8毫米紫銅管的對口焊接。

發明內容

本發明要解決的技術問題，是提供一種無需預熱、單面焊雙面成形、焊接過程無熱裂、焊縫可滿足外觀檢查、滲透檢查、射線檢驗、拉伸試驗和宏觀檢測、保證母材及焊接接頭機械性能、高質量，減輕工作勞動強度，改善施工條件的薄壁銅鎳管對接焊縫不預熱單面焊雙面成形焊接方法。

具體的技術方案：

一種銅鎳管的焊接方法，它包括材料選用、焊接方法及焊材的選用、焊接工藝和焊接質量檢測四部分內容，其中焊接工藝包括如下所述的步驟：

1、坡口加工：采用機械方法加工作出銅鎳管焊接坡口；

2、坡口打磨清理：焊前嚴格清除焊縫兩側20毫米范圍內的氧化皮、油、銹、水、和其它污物，并用丙酮擦拭干凈，保證焊接區干凈清潔；

3、定位焊縫：采用鎢極惰性氣體保護焊，銅鎳管焊接接頭根部鈍邊1毫米，根部間隙2毫米，定位焊縫沿銅鎳管周長方向等分位置各焊一處定位焊縫，定位焊時不要焊根部，正式焊接到定位點時，要用砂輪把定位焊點磨掉；

4、焊接位置：兩銅鎳管傾斜固定45°，焊接時不旋轉，焊接方向采取立向上焊；

5、背部保護：背部保護裝置設置于銅鎳管對接處兩銅鎳管(1)內，兩端用海綿或中間夾有海綿的膠合板密封(6)，也可用其它適合的材料，一端設有進氣孔(7)，與Ar氣輸氣管(3)連接，一端設有出氣孔(4)；兩管對接處的焊縫用密封條(5)進行密封，可以把整個焊縫分成4部分進行焊接，每次焊接約1/4周圓；

6、打底焊縫：采用鎢極惰性氣體保護焊，準備進行打底焊縫時，首先提前幾分鐘通Ar進入背部保護中，必須連續不斷地充高純度的氬氣以完全排除管內的空氣，焊接完全結束后再停止背部的通Ar保護，然后把準備焊接的1/4周圓的密封條(5)撕掉，進行打底焊接；

7、填充焊縫：采用鎢極惰性氣體保護焊，配合銅鎳合金焊絲焊接填充焊縫，進行多層多道焊接，焊接最大焊道寬度不超過10毫米，焊層不要太厚，層間清理采用不銹鋼絲刷打磨，在填充焊縫的過程中用數位溫度表測量監控焊縫層間溫度，不能超過150度；

8、焊縫質量檢驗：它包括外觀檢查、滲透檢查、射線檢查、拉伸試驗、彎曲試驗和宏觀檢測六部分的檢驗內容。

外觀檢查，焊縫表面成形美觀，沒有發現焊接缺陷，焊縫寬度均勻，接頭過度良好，焊縫表面高于母材，余高在0-1.5毫米之間；

滲透檢查，對焊縫進行滲透檢測，焊縫表面及近表面沒有發現缺陷；

射線檢查，對管件的整條焊縫進行X光拍照檢查，沒有發現任何內部缺陷；

拉伸試驗，檢測焊縫的抗拉強度；