纯铜的气焊操作要点

    采用气焊焊接铜及其合金也是生产中应用较多的方法之一。该方法由于加工条件要求不高，因此成为铜及其合金焊接加工的有效补充。

    纯铜的气焊工艺及操作注意事项主要有以下内容：

   1)焊前清理和定位焊。焊件表面的油和氧化物在焊接前必须清理干净。清理的方法是先用丙酮溶液将表面油污洗净，再用温水冲洗，然后在待焊处两侧20~30mm范围内用铜丝刷刷除氧化物，直至露出金属光泽，才能进行定位焊，定位焊时可采用密点焊法。

   2)准备垫板。为保证完全焊透，又不让铜液从焊缝中流失，以及使焊缝背面成形良好，在焊接处下面应放置垫板，特别是焊厚板时，焊缝熔池及装配间隙均较大，更需要使用垫板。垫板的放置如图10-25所示。

    图10-25    垫板的放置

   1-垫板2-石棉板3-焊件4-重物

    垫板应水平放置，不能有任何方向的倾斜。垫板材料可采用钢或石墨。使用时，为减少焊缝处的热量向金属垫板传导，可预先把垫板加热至200~ 300℃。焊接时，为了不致因温度过高而使垫板与焊件产生黏合现象，或防止用石墨垫板时出现渗碳现象，必须在垫板与焊件之间放入一层导热性差的石棉板。石棉板必须烤干，除去水分。

   3)接头坡口形式的选择。气焊纯铜时最常用的是对接接头，其他接头形式应尽量少用。气焊纯铜时对接接头的坡口形式及尺寸见表10-48。

    表10-48    气焊纯铜时对接接头的坡口形式及尺寸

   4)焊丝及焊丝直径的选择。气焊纯铜时采用含脱氧元素的纯铜丝201 (HS201)，也可采用一般的纯铜或母材的切条作为焊丝，焊丝的选用可参见表6-4。气焊时，为消除氧的危害，可把脱氧剂加到熔池中去。焊丝直径是根据焊件厚度而定的，气焊铜及其合金的焊丝直径的选择可参照表6-6选用。

   5)熔剂的选择。为了还原和去除氧化物，气焊纯铜时应使用熔剂，熔剂牌号为气剂CJ301。自行配制熔剂时要注意，市售硼砂都含有结晶水(Na2B4O7·10H2O)，在焊接过程中结晶水会蒸发而引起气孔，因此使用前必须进行脱水处理。

   6)焊件的装配。焊件可用夹具，也可用定位焊装配。定位焊点长度为20~ 30mm，短焊缝应先定位焊两端，再定位焊中间。

    由于铜的收缩率较大，因此考虑到焊接过程中焊缝的收缩，沿焊缝长度方向的装配间隙应逐渐增大，每隔100mm装配间隙应增大0.5~1mm。

   7)气焊火焰。火焰要严格采用中性焰，不得采用氧化焰和碳化焰，因为氧化焰会使熔池氧化，生成Cu2O，易引起裂纹；碳化焰含有过量的氢，易使焊缝产生气孔。

   8)焊炬和焊嘴的选择。由于铜的导热性好，因此要选择较大的火焰能率，一般比焊低碳钢要大1~1.5倍。火焰能率的大小通过焊炬和焊嘴的选择来达到。气焊纯铜时，焊炬和焊嘴的选择见表10-49。

    表10-49    焊炬和焊嘴的选择

   9)预热。纯铜在气焊时必须预热，预热温度为400~500℃，厚大焊件的预热温度为600~700℃。当板厚>10mm时，要用两把焊炬，一把用来预热，另一把用来焊接。预热火焰能率为150～200L/(h·mm)。

   10)气焊操作。焊件厚度<5mm时，应采用左向焊法；焊件厚度较大时，应采用右向焊法。焊嘴与焊件之间的夹角为70°左右。起焊点应选在焊缝长度的L/3处，如图10-26所示。先焊焊缝Ⅰ，再焊焊缝Ⅱ。起焊时，焰心距焊件表面为3~6mm。焊接过程中，焊接火焰不要离开焊缝，以防氧化。为了更好的焊透并填满焊缝，可将焊件倾斜一角度(7°~10°)进行上坡焊。高温的铜液容易吸收气体，而且热影响区金属晶粒容易长大变脆，所以焊道数越少越好，最好进行单道焊。

    图10-26    焊铜的起焊点及焊接顺序

   11)焊后处理。气焊纯铜所获得的焊接接头，其力学性能通常比母材低些，为了提高接头的性能，可以进行锤击和热处理。焊件的厚度< 5mm时，可在冷态下进行锤击；较厚的焊件在250~ 350℃进行热态锤击，可提高焊接接头的强度和塑性。把焊件加热到500~ 600℃，然后在水中急冷，可以提高焊接接头的塑性和韧性，这种方法称为水韧处理。