钎焊工艺规范1范围本标准规定了各相关部门与人员针对钎料、钎剂以及钎焊工序过程中的相应职责;钎料和钎剂的使用要求;钎焊前的基本要求;钎焊工艺要求;补焊注意事项;钎焊质量的检验;注意事项和安全要求。
本标准适用于湖南元亨工厂设计、生产所有空调产品以及零部件过程中的钎焊工序。
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GB/T 10046-2000 银基钎料GB/T 6418-93 铜基钎料GB/T 11618-1999 铜管接头GB 11363 钎焊接头强度试验方法GB 8619 钎缝强度试验方法GB 11364 钎料铺展性及填缝性试验方法3定义:3.1. 钎焊:钎焊是利用熔点稍低于母材的钎料和母材一起加热,使钎料熔化,并通过毛细管作用原理扩散和填满钎缝间隙,形成牢固的一种焊接方法。
3.2.钎剂:去除钎焊金属和液体钎料表面上的氧化膜,保护钎焊金属和钎料在加热过程中不继续氧化,以改善钎料对母材表面的润湿性,促进钎缝的形成。
4钎料和钎剂的使用要求:4.1.钎料(焊丝)的作用:利用高温熔化的液态钎料润湿钎焊金属(母材)表面并均匀地铺展,直至致密地填满结合面的间隙而形成牢固接头。
4.2.钎剂(助焊剂)的作用:去除钎焊金属和液体钎料表面上的氧化膜,保护钎焊金属和钎料在加热过程中不继续氧化,以改善钎料对母材表面的润湿性,促进钎缝的形成。
4.3.钎料中磷的成分可以增加钎料的铺展性和浸润性,但是会增加焊接处的脆性;锌和铬能增加焊接强度和抗冲击性;含锌钎料的焊接后的外观比含铬钎料的焊接外观稍差,但铬蒸气对人的健康有伤害。
5 钎焊前的基本要求焊接位置、焊接配合间隙、配合面的表面处理、焊接材料的准备、插入深度和清洁度是钎焊前需要注意的六大要素。
5.1.焊接位置:一般情况下优先选择钎料垂直向下漫流的方式,其次选择水平漫流方式;非特殊情况下不能采用垂直向上漫流方式。
5.2.焊接配合间隙:指对特定的钎料在其钎焊温度下,在被焊接处的径向间隙。
要求外接管杯口内径至少应比将要插入管的外径大0.06mm,一般情况下管与管之间的配合间隙不能超过表(2)中的极限值。
表(2):钎焊配合间隙(指单边间隙)单位:mm5.3.1.焊接处附近的20mm 范围内必须清洁,不能有任何的残余油污和脏物、杂质、锈、各种氧化物,以免影响焊接质量。
5.3.2.所有需要焊接的铜管内部不应有任何影响清洁度的物质和痕迹。
5.3.3.对于已经产生致密氧化皮的铜管和没有金属光泽的钢管,插入连接前均需要用清洁布加有机溶剂(丙酮)进行铜管表面的金属擦亮或酸洗,直至露出金属光泽。
5.3.4.对于焊缝及其附近20mm范围内如有油污则一定要用清洁布加有机溶剂(丙酮)彻底擦洗干净,以保证焊接时没有油污染焊接表面。
5.4.焊接材料的准备:5.4.1.禁止将不同牌号的焊丝混放,要用标识明显的容器分别盛放,以免发生误用。
5.4.2.焊接材料要放置在规定的标识清楚的包装或盒子中,禁止将焊接材料直接放在地上等可能被污染的地方。
5.4.3.被污染的焊接材料不能直接使用(例如用带油污的手套抓过的焊丝),必须用清洁布加有机溶剂(丙酮)完全去除污染物后才能使用。
5.5.插入深度:接管插入的深度,要符合图纸要求并必须有定位点控制,如图纸无标识,则其最小插入深度不小于5mm ;铜管所开马鞍口尺寸与其搭配的拔孔管径的关系见表(3)。
5.6.影响系统清洁度的物质。
5.7.点火前准备:5.7.1. 先将焊枪上氧气开关按逆时针方向打开,再将可燃气开关按逆时针方向打开,排清管道内残余气体,然后关闭开关。
5.7.2. 按逆时针方向打开氧气和可燃气瓶阀(用丁字轴形扳手)。
先按顺时针方向对氧气、可燃气压力表进行调节,通过表上指针读数将氧气调节至0.5~0.7 MPa ,可燃气调节至0.04~0.06MPa 。
然后打开助焊剂阀门,检查有无漏气现象。
5.7.3.对照焊接图纸,检查来料是否符合图纸标准,再根据焊件形状,材质选图1择适用的焊接模具及焊条(如下所示)。
紫铜紫铜液管 5%银焊条呈黄色或铜磷焊条呈黄色紫铜黄铜阀体 25%银焊条呈银灰色(另加FLUX焊剂)铜铸铁螺杆机锡黄铜焊条呈黄色(另加FLUX焊剂)5.8.点火:先将焊枪上可燃气开关打开1/4圈,用左手拿点火器,从枪嘴侧面将可燃气点燃,然后打开氧气开关对火焰进行调节,调节应根据焊件材质,壁厚,管件等选择焊接火焰的大小,火焰的具体调节参见表(4)。
6钎焊工艺要求6.1.焊接时气焊火焰的性质对焊接质量有很大影响,当混合气体内可燃气体量过多时,会引起焊缝金属渗碳而使焊缝硬度和脆性增加,同时还会产生气孔等缺陷;相反,当混合气体内氧气量过多时,会引起焊缝金属的氧化而出现脆性,使焊缝金属的强度和塑性降低。
公司通常的焊接是采用中性焊接,只有焊接黄铜时才允许使用轻微的氧化焰。
色,在充氮进口和焊接点之间的所有泄漏口都必须封堵,出口需比进口小一点,以保证氮气能从出口顺利溢出,来保证充氮效果。
6.3.使用助焊剂焊接系统管路和焊接阀累配件前,需用采取有效的冷却和保护措施,如蘸水湿布包裹易烧伤零件,油漆表层处,且避免火焰直烧易损部件。
如有可能,最好在加热前将受热易损件拆除,以减小损坏。
受热易损件有:a.含有塑料件,橡胶件或弹簧的阀体。
b.容易热膨胀泄露的零件,如角阀。
c.接头、阀座(含有非金属件或低温合金)。
d.干燥器、视镜(如果镜片未取下)。
6.4.按照表(5)选择合适焊炬的枪、喷嘴,并调整气流和压力,用中性焰将需要焊接处迅速加热到钎焊温度,但不要过热。
焊剂流量太大或火焰在工件上时间稍长;如果焊接后工件表面覆有红色的氧化皮,说明气体助焊剂流量太小或操作不当。
6.6.紫铜管在焊接时应有一个预热过程,一方面是为了除去焊件和焊丝表面的水份,一方面是为了延缓熔池的冷却速度,防止产生气孔和裂纹。
预热温度一般掌握在400--500?C,此时紫铜管表面发黑,对于厚壁管或较大的紫铜焊件,预热温度可提高至600--700?C,此时紫铜管表面呈暗红色。
对于套接的管件如下图,先预热A,再预热B,焊枪的运行轨迹按6.7执行。
火焰需要焊接的位置在加入钎料前,圆周管壁的预热加温必须均匀,加温时焊枪作划圈移动,一环紧扣一环,保证插入端的子接头和母接头都能同时达到熔化钎料的温度;并用钎料在加热处的管壁上按摩擦法试探,钎料能迅速润湿母材。
不能用火焰直接烧熔钎料,会使钎料的微量金属高温挥发并造成焊缝在使用中脆裂现象发生。
6.8.根据焊接管径的大小,选择适当的焊具和枪嘴,管壁预热加温时应加大火焰,钎料加入时,焊枪火焰适当缩小,然后用中性焰施焊,把握好温度的控制。
6.9.如管口向上焊接时,先加入小量钎料于焊口圆周上(以钎料不外溢挂流为准),再把焊枪火焰均匀圆周地往连接方向加温,待钎料向连接方向渗透后按上述6.7方法补充钎料,根据管径的大小、杯口长度及缝隙的大小,多次小量补充钎料,但应避免火焰芯直对钎料,达到钎料渗透均匀,当钎料围绕接口形成连续圆滑焊口表示钎焊完整。
6.10.如管口横向焊接时,管壁预热加温与加入钎料时的焊枪火焰与 6.7方法相同,但加入钎料是先从下适量加入钎料,一边加入钎料一边沿周边均匀地加温并横向加温;钎料从下往上多次返复添加至钎料围绕接口,并沿横向加温方向填充到杯口底部,最后形成连续饱满的焊口。
6.11.如管口向下倒立焊接时,管壁预热加温与加入钎料时的焊枪火焰与6.7方法相同,但加入钎料是先从下适量加入钎料,一边加入钎料一边沿周边均匀地加温并横向加温;钎料围绕接口从多次添加,并沿纵向加温方向填充到杯口底部,最后形成连续饱满的焊口。
必要时在管口缠绕石棉线,保证钎料无挂流。
6.12.焊接后焊口周围堆积了过多的钎料,表示焊接时温度偏低,导致焊料渗透性差。
焊接毛细管时要特别注意毛细管的插入深度,一般为10-15mm,毛细管插入端面距滤网端面为5mm。
如插入过深,会触及过滤网,杂质容易进入过滤网,增大堵塞的可能性;如插入过浅,焊料会流进毛细管端部,使阻力加大,另外焊接温度过高或钎料添加过多,容易造成毛细管内部封堵。
如果有必要,用小镜子检查无法看到的部位,焊接完成后,应继续保持向工件内部充入氮气5分钟以上直至工件冷却至常温。
6.13.特殊工件的焊接工艺:6.13.1.膨胀阀及角阀等焊接时应注意其流通方向,为防止阀体内塑料件的烧损,须用湿毛巾包裹;焊后用干燥压缩空气吹尽氧化皮6.13.2.干燥过滤器焊接时应注意其流通方向,拆封到焊接完毕封口,须在半小时内完成,防止水份进入,造成干燥过滤器失效。
6.13.3.毛细管焊接时,应避免放入水中冷却,因管内水份不易清除干净而造成“冰堵”。
毛细管与铜配件连接时,应保证毛细管插入铜配件10-15mm,以防止“焊堵”。
6.13.4.压缩机启封后应在60分钟内完成吸排气管及工艺管的烧焊,采用合成润滑的压缩机在启封后5分钟内应完成吸排气管的焊接,并与空气隔离开。
焊接后可用湿毛巾擦拭,去除管道表面氧化皮,如系统不能马上封闭,则吸排气管应有相应的防尘、防潮措施。
6.13.5.各种阀体焊接时应保证阀体温度不超过120℃,阀体内部绝对不能进水。
6.13.6.用25%或45%银焊条焊接时,应先将焊剂搅拌均匀,并且均匀的涂抹焊缝四周,并将水加热到80-100℃。
以便焊剂药皮在清洗后能够及时脱落,防止因药剂清洗不干净而造成腐蚀。
热水应每隔两小时换一次,保证水熔解剂浓度不会过高。
6.13.7.温度传感器应离管路折弯处至少50mm上。
7钎焊后焊点的表面处理7.1.对于紫铜管焊接,在充氮保护的情况下在焊接完10S后方可用水淋或浸入水中的方式进行冷却,同时必须要避免水进入管道内部;但是对于不同金属之间的焊接,必须等焊接部位自然冷却到150 C以下时(3-6分钟),才可以淋水加速冷却,否则焊接部位容易产生裂纹。
7.2.产生白色粉状层或黑色的氧化层:焊接时准备水盘与干净抹布,焊接完工的10分钟内(还有温热的情况下),用不滴水的湿布擦净焊口附近的助焊剂;7.3.对于喷涂有油漆的配件(壳管式换热器、干燥过滤器等)接管焊接时,靠近焊点油漆部位湿布保护,焊接完成后,在包封保温材前,用钢丝刷刷去因焊接高温损坏的漆油,清刷要求现出金属原色,并用清洁擦块打磨清刷部份,用铁刷打磨过的位置均匀喷涂铁红防锈底漆。
待防锈底漆干固后,再用与配件相同颜色的油漆补喷涂打磨清理过的焊口位置,要求面漆完全复盖底漆并不显现底漆颜色。
如图(5),(6)所示。
8补焊注意事项8.1.焊接渗透深度不得小于管壁厚的4倍且最低渗透深度>4mm,如果不能满足此要求,则需要修补。