纯铜固定管钨极氩弧焊

子任务二　纯铜固定管钨极氩弧焊

目标要求

1.熟悉纯铜管钨极氩弧焊焊接工艺参数的选择方法。

2.了解预热方法和预热温度。

3.掌握纯铜管钨极氩弧焊的操作技术。

一、任务

任务单如图4.3所示。

图4.3

注：焊缝符号表示开双边V形坡口，坡口角35°(单边)，钝边1.5mm，装配间隙1mm。

二、任务准备

(1)焊接设备：WS—300型氩弧焊机。

(2)焊丝：HSCu(HS201)，直径为4.0mm，焊接前将焊丝先在烧碱溶液及硫酸溶液中清洗，酸碱中和之后将焊丝放在150～200℃的烘干箱内烘干。

(3)焊件：纯铜管φ51mm×5mm×100mm，两段为一组焊件。分别在管的一侧开35°坡口，钝边高度小于1.5mm，由两段纯铜管组对成坡口角度为70°的垂直固定管焊件。

三、任务相关知识

纯铜可以采用许多弧焊方法(钨极氩弧焊、焊条电弧焊、埋弧焊、碳弧焊、气焊等)进行焊接，其中以钨极氩弧焊的焊接质量最高。由于氩气对熔池的保护效果好、热量集中、焊接热影响区窄、焊件变形小，所以能获得较为满意的焊接质量。但是由于钨极直径对使用焊接电流的限制，使得钨极氩弧焊多用于厚度小于3mm的薄件结构和厚件打底层的焊接。

1.纯铜焊接工艺参数

纯铜钨极氩弧焊焊接工艺参数的选用见表4.4。

表4.4　纯铜钨极氩弧焊焊接工艺参数

2.纯铜钨极氩弧焊操作要点

(1)焊前预热。为减缓焊接时热量散失，防止未焊透，焊前应对焊件进行预热。对于纯铜材料厚度在4～40mm，预热温度可在300～600℃范围内进行选择，最高可达750～800℃。预热的方法可根据焊件结构而定。形状复杂、体积较小的焊件，可在炉中整体加热或用气体火焰整体加热；结构简单、体积或厚度较大的焊件可用火焰局部加热或红外线加热器加热。一种预热大厚度纯铜管的加热装置见图4.4。

图4.4

1—炉体；2—炉门；3—石墨支撑棒；4—焊件；5—石墨布垫；6—焊缝；7—木炭

(2)引弧。用高频振荡器引弧或在引弧处一侧设置石墨板或碳块(若焊接设备没有高频振荡器时)，电弧引燃稳定燃烧后，再移至焊接处，保持恒定的电弧长度，在不添加焊丝的对接焊时，弧长控制在1.0～2.0mm，添加焊丝的对接焊时，弧长为4～7mm。

(3)焊枪、焊丝和焊件之间的相对位置。操作时采用左向焊法，即自右向左焊。焊接平焊缝、管子环缝、搭接角焊缝时，焊枪、焊丝和焊件之间的相对位置分别见图4.5、图4.6、图4.7。喷嘴与焊件间的距离以10～15mm为宜。这样既便于操作，观察熔池情况，又能使焊接区获得良好的保护。

图4.5

1—焊丝；2—焊枪；3—焊缝；4—焊件

图4.6

1—焊丝；2—焊枪；3—焊件

图4.7

1—焊丝；2—焊枪；3—焊件

四、任务实施

(1)焊前检查。仔细检查焊机的控制线路、气路等是否正常。

(2)调整焊接参数。根据焊件厚度、喷嘴孔径调节好氩气流量为20L/min，选择钨极直径5mm，钨极伸出喷嘴长度4～8mm，焊接电流为240～300A。

(3)预热。采用氧乙炔焰对焊件进行300～500℃整体预热，可先让一名焊工专门从事预热操作。

(4)焊接。开始焊接时，焊接速度适当慢一些，使母材得到一定的预热，然后再逐步增加焊接速度，焊接过程中，焊枪始终应均匀、平稳地向前移动，并保持恒定的电弧长度。不添加焊丝时，控制电弧长度在1～2mm；添加焊丝时，弧长可拉至2～5mm，以使焊丝能自由伸进。焊枪移动时，可作间断停留，当母材达到一定熔深后，再添加焊丝，向前移动，添加焊丝时要配合焊枪的运行动作，当焊接坡口处尚未达到熔化温度时，焊丝应处于熔池前端的氩气保护区内；当熔池达到一定温度后，应从熔池边缘送进焊丝，如发现熔池混入较多杂质时，应停止添加焊丝，将电弧适当拉长，用焊丝挑除熔池表面的杂质。熔池不清时，不添加焊丝。

(5)焊接结束。焊后立即将纯铜管垂直吊入槽内冷却，以提高管接头的韧性。

五、任务分配

调整焊接参数：根据焊件厚度、喷嘴孔径调节好氩气流量，选择钨极直径、钨极伸出喷嘴长度；按图4.3要求练习。

单件工时：36min。

六、任务检测与评价

七、任务总结(任务质量分析)

(1)焊接时，熔池中铜液的流动性很好，为防止铜液从坡口背面流失，保护焊缝成形，特别是焊接厚板及单面焊双面成形的焊件，接头的根部应设置纯铜垫板。

(2)纯铜的钨极氩弧焊应采用直流正接。

八、复习思考题

(1)纯铜焊接时有哪些困难?

(2)纯铜焊接时为什么要进行预热?预热温度怎样?有哪些预热方法?

(3)纯铜钨极氩弧焊接时如何引弧?

(4)纯铜钨极氩弧焊操作要领有哪些?

(5)为什么钨极与焊丝或钨极与熔池不能直接接触?