[发明专利]紫铜与不锈钢异种材质的焊接工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接工艺，特别是涉及一种对紫铜与不锈钢异种材质进行焊接，使其获得优质焊缝，降低焊接成本的紫铜与不锈钢异种材质的焊接工艺，其是通过对紫铜预热，采用焊条电弧焊，选用镍基焊条，并进行合理的预热、运条、消氢、稳定化处理等多项工艺。

背景技术

在紫铜与不锈钢异种材质的焊接过程中，由于两者的化学成分、导热系数、熔点以及各种机械性能都有着极大的差距，因此焊接难度与同类材质焊接相比要大得多。

现有的紫铜与不锈钢异种材质焊接工艺有下述两种：

1、氧--乙炔焰钎焊

紫铜与不锈钢异种材质采用氧--乙炔焰钎焊进行焊接时，选用黄铜做钎料，黄铜的熔点和紫铜的熔点(1083℃)相同，导热系数(390W/M·K左右)比较接近，焊接时容易控制溶池温度，焊接质量也能得到保证。但是两者与不锈钢熔点(1398℃)、导热系数(30W/M·K左右)差距极大，钎焊时又由于不锈钢母材不能熔化，只需将温度控制在黄铜钎料的熔点(1083℃)，因此在同一温度下，紫铜可以满足焊接要求，而不锈钢一侧很容易超出黄铜钎料的熔点，使其不能及时凝固而流失。为了保证质量，要消耗大量的人力、时间，竭尽全力将两者温度控制在黄铜钎料的熔点(1083℃)，但是焊接成形极差，不锈钢一侧的钎焊接头强度很低，只能应用在一般或要求较低的结构部件。而且如焊接Φ57×4.5mm的一道焊口大约需要3小时左右，焊工40元/每小时，共计费用120元，长期使用会大大增加不必要的投资，焊接质量也很难保证。

2、钨极氩弧焊

采用钨极氩弧焊对紫铜与不锈钢异种材质进行焊接时，通过预热可以克服两者导热性的差距对焊接的影响，但是设备复杂，一般的维修单位和个人很少有类似的设备，所以维修时不易实现。而且填充材料通常选用银铜锌焊丝，价格昂贵(约2000元/Kg)，如果焊接Φ57×4.5mm的紫铜与不锈钢异种材质接头，大约需要0.5Kg焊丝，共计1000元，还不包含氩气费用；再者对焊接环境要求很高，只有在室内的环境中焊接，否则就会出现大量的气孔等缺陷。

为了确保焊接质量，得到较高的抗拉强度、塑性、韧性和硬度等，有效降低焊接成本和操作人员的劳动强度，便于推广使用，研究出一种紫铜与不锈钢异种材质的新型焊接工艺，对紫铜与不锈钢异种材质进行焊接。

发明内容

本发明的目的是，提供一种紫铜与不锈钢异种材质的焊接工艺，其可确保焊接质量，得到较高的抗拉强度、塑性、韧性和硬度等，有效降低焊接成本和操作人员的劳动强度，便于推广使用。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种紫铜与不锈钢异种材质的焊接工艺，所述焊接工艺包括下述步骤：A、在紫铜构件与不锈钢构件相对的一侧加工坡口，清理坡口边缘的杂物，将紫铜构件与不锈钢构件放在同一平面进行组对，并预留间隙；B、对紫铜构件一侧进行600-680℃的焊前预热；C、按照点固顺序在紫铜构件与不锈钢构件之间的几个位置进行点固；D、采用焊条电弧焊直流反接将紫铜构件与不锈钢构件进行焊接；E、焊后对焊接接头进行加热到130-180℃，然后冷却到室温，进行消氢处理，减少焊缝中氢的含量；F、待消氢处理后，对不锈钢构件一侧进行840-890℃稳定化处理快速冷却，以减少碳化铬的形成，提高焊缝的塑性和韧性。

如上所述的紫铜与不锈钢异种材质的焊接工艺，上述步骤B中，采用氧-乙炔中性焰对紫铜构件一侧进行焊前预热。

如上所述的紫铜与不锈钢异种材质的焊接工艺，上述步骤C中，在紫铜构件与不锈钢构件之间，依次按照时钟12点，9点，3点的三个位置进行点固。

如上所述的紫铜与不锈钢异种材质的焊接工艺，上述步骤D中，在紫铜构件与不锈钢构件之间依次通过从时钟6点至9点至12点的焊接方向，以及从时钟6点至3点至12点的焊接方向进行焊接的。

如上所述的紫铜与不锈钢异种材质的焊接工艺，上述步骤D中，所述焊条为Φ2.5mm、Ni112的焊条，所述焊条在焊接前，先进行60分钟120-180℃的烘干。

如上所述的紫铜与不锈钢异种材质的焊接工艺，上述步骤D中，所述焊条每1秒钟左右摆动一下，使紫钢构件与不锈钢构件两边坡口熔合良好。

如上所述的紫铜与不锈钢异种材质的焊接工艺，在紫铜构件与不锈钢构件之间预留1.6-2.0mm的间隙，在焊接时，采用75-83A的焊接电流进行焊接。

如上所述的紫铜与不锈钢异种材质的焊接工艺，在上述步骤D还包括步骤：焊接收弧时反复熄弧填满弧坑后，缓慢抬起电弧，防止弧坑裂纹及其它缺陷的产生。