CN101885101B - 一种铸造紫铜氧枪喷头的焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及氧枪喷头领域，尤其涉及一种紫铜铸造氧枪喷头与低碳钢喷头接管的焊接方法，其特征在于，紫铜铸造氧枪喷头与低碳钢喷头接管之间采用直流钨极氩气体保护焊接，以白铜焊丝为填充材料，其具体操作步骤如下：清理喷头坡口；预热；自动焊接；焊后处理。所述的白铜焊丝的化学成分按重量百分比为：Mn≤1.00％、Fe 0.40～0.75％、Si≤0.25％、Ni 30.0～71.0％、P≤0.02％、S≤0.01％、Pb≤0.02％、Ti 0.20～0.50％，杂质≤0.50％、其余为Cu。本发明的有益效果是：焊缝强度更高，焊缝的抗热疲劳性能大大高于铸造紫铜喷头体，氧枪喷头的寿命延长到约500炉龄。

Description

一种铸造紫铜氧枪喷头的焊接方法
技术领域
本发明涉及氧枪喷头领域，尤其涉及一种紫铜铸造氧枪喷头与低碳钢喷头接管的焊接方法。
背景技术
日前在氧枪喷头制作工艺中，紫铜铸造氧枪喷头与低碳钢喷头接管焊接采用紫铜焊丝扩散焊接，由于紫铜与低碳钢存在互不相容的特性(相互溶解度不足万分之六)，焊缝与低碳钢喷头接管单侧呈现热扩散的焊接特性。由于氧枪喷头的使用条件经常在高温区与常温区转换，耐热疲劳程度决定了喷头的使用寿命，同时由于炼钢过程中不可避免地存在粘钢，致使氧枪喷头长时间处在高温区(900～1300℃)，导致喷头焊缝热扩散部位铜从碳钢中析出，氧枪喷头迅速损坏；再者扩散焊接需要的焊接环境比较苛刻，使焊接废品率大幅提高一般成品率为80％左右。目前，焊缝的失效时长平均为100炉左右，焊缝处不粘钢情况下耐热疲劳程度为200炉左右。
铸造紫铜的密度相对锻造紫铜低，但其导热性能可以满足炼钢需要，铸造紫铜氧枪喷头其形状结构复杂，为了确保焊接质量，焊接前要对铸造紫铜喷头进行预热处理，以前的焊接方式是熔化极气体保护焊接，无法利用焊机本身进行预热，只能采用人工方式在胎具上加热，生产效率低，浪费能源。
发明内容
本发明的目的是提供一种铸造紫铜氧枪喷头的焊接方法，提高焊缝的强度和抗热疲劳性能，延长氧枪喷头的寿命。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种铸造紫铜氧枪喷头的焊接方法，其特征在于，紫铜铸造氧枪喷头与低碳钢喷头接管之间采用直流钨极氩气体保护焊接，以白铜焊丝为填充材料，其具体操作步骤如下：
1)焊前准备，将喷头装配到焊接胎具上，并清理坡口两侧油污及氧化物；
2)焊前预热，利用钨极电弧产生的6000℃左右的弧温，直接预热工件，使紫铜铸造氧枪喷头温度均匀达到500～700℃；
3)自动焊接，调整焊接电流为170～240A，氩气流量17～24L/min，电压：25～30V，送丝速度：7.3～8.9m/min，利用φ0.5～1.6mm白铜焊丝为填充材料进行钨极氩弧焊接。
4)焊后处理，进行尾部加压，根据喷头型号加压范围100～1000N，并捶击以消除焊接应力。
所述的白铜焊丝的化学成分按重量百分比为：Mn≤1.00％、Fe 0.40～0.75％、Si≤0.25％、Ni 30.0～71.0％、P≤0.02％、S≤0.01％、Pb≤0.02％、Ti 0.20～0.50％、其它杂质≤0.50％、其余为Cu。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、氧枪喷头制作成本下降了，取消了预热工序，节约热能；2、操作更容易掌握，一次焊接成品率高于99％；3、白铜与紫铜和低碳钢都能很好地熔合形成合金体，使铸造紫铜氧枪喷头与低碳钢喷头接管熔焊在一起，焊缝强度更高，氧枪喷头寿命大幅提高，焊缝的抗热疲劳性能大大高于铸造紫铜喷头体，氧枪喷头的寿命延长到约500炉龄。
具体实施方式
一种铸造紫铜氧枪喷头的焊接方法，铸造紫铜氧枪喷头与低碳钢喷头接管之间采用直流钨极氩气体保护焊接，以白铜焊丝为填充材料，其具体操作步骤如下：
1)焊前准备，将喷头装配到焊接胎具上，并清理坡口两侧20mm范围内油污及氧化物；
2)焊前预热，利用钨极电弧产生的6000℃左右的弧温，直接预热工件，使铸造紫铜氧枪喷头温度均匀达到500～700℃；
3)自动焊接，调整焊接电流为170～240A，氩气流量17～24L/min，电压：25～30V，送丝速度：7.3～8.9m/min，利用φ0.5～1.6mm白铜焊丝为填充材料，进行钨极氩弧焊接。
5)焊后处理，进行尾部加压，根据喷头型号加压范围100～1000N，并捶击以消除焊接应力。
白铜焊丝的化学成分按重量百分比如下表：
  Cu   Mn   Fe   Si   Ni   P   S   Pb   Ti   其它
余量 ≤1.00 0.40～0.75 ≤0.25 30.0～71.0 ≤0.02 ≤0.01 ≤0.02 0.20～0.50 ≤0.50
本发明解决了氧枪喷头焊接需要单独预热，铸造紫铜氧枪喷头与低碳钢喷头接管不能可靠焊接的现状，采用本发明使白铜与低碳钢喷头接管焊接后形成类似铁白铜的合金体，白铜与铸造紫铜喷头焊接后形成类似白铜的合金体，从而使铸造紫铜氧枪喷头与低碳钢喷头接管很好地熔焊在一起，焊缝强度更高，氧枪喷头寿命大幅提高，焊缝的抗热疲劳性能大大高于紫铜铸造喷头体，实践证明，本发明焊接的氧枪喷头的使用寿命延长到约500炉龄。

Claims (1)

1.一种铸造紫铜氧枪喷头的焊接方法，其特征在于，紫铜铸造氧枪喷头与低碳钢喷头接管之间采用直流钨极氩气体保护焊接，以白铜焊丝为填充材料，其具体操作步骤如下：
1)焊前准备，将喷头装配到焊接胎具上，并清理坡口两侧油污及氧化物；
2)焊前预热，利用钨极电弧产生的6000℃左右的弧温，直接预热工件，使紫铜铸造氧枪喷头温度均匀达到500～700℃；
3)自动焊接，调整焊接电流为170～240A，氩气流量17～24L/min，电压：25～30V，送丝速度：7.3～8.9m/min，利用φ0.5～1.6mm白铜焊丝为填充材料进行钨极氩弧焊接；
4)焊后处理，进行尾部加压，根据喷头型号加压范围100～1000N，并捶击以消除焊接应力；
所述的白铜焊丝的化学成分按重量百分比为：Mn≤1.00％、Fe 0.40～0.75％、Si≤0.25％、Ni30.0～71.0％、P≤0.02％、S≤0.01％、Pb≤0.02％、Ti0.20～0.50％、其它杂质≤0.50％、其余为Cu。
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