CN104708180A - 一种紫铜坩埚焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种紫铜坩埚焊接方法，属于紫铜坩埚焊接的技术领域。本发明焊缝质量高，保护气流稳定，能有效的隔绝周围空气，焊接时熔池稳定，飞溅很少，不易产生气孔，氩弧焊热量集中，温度高，焊速快，弧稳定。氩弧焊焊接紫铜坩埚时，无熔渣、无飞溅，熔池和电弧的可见解性好，操作方便。

Description

一种紫铜坩埚焊接方法

技术领域

本发明涉及紫铜坩埚焊接的技术领域，尤其涉及一种紫铜坩埚焊接方法。

背景技术

紫铜坩埚是真空自耗电弧炉冶炼有色金属的核心零件。坩埚长2500mm.直径660mm（内径），厚度30mm，呈管状，重达1450Kg左右，质量要求铸造以后，还得经过锻造、轧制成型。经其较低致密的金属组织来保证在单位面积上通过高密度、大电流、底负压工作环境的技术要求。但是由于紫铜在焊接过程中，容易出现裂纹、气孔、变形、焊瘤、未焊透等缺陷，这些缺陷给产品质量造成严重影响。因此，如何制造出质量合格的紫铜坩埚是一件需要本领域技术人员花费大量精力进行钻研的课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状，而提供一种焊接质量好、焊缝的致密性和强度高的紫铜坩埚焊接方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种紫铜坩埚焊接方法，其中：包括以下步骤：

步骤一、焊前准备：清理紫铜坩埚工件焊接边缘和焊丝表面的氧化膜以及油，使紫铜坩埚工件焊接边缘和焊丝表面干净整洁；

步骤二、紫铜坩埚工件预热、保温：通过电阻炉对紫铜坩埚工件快速提温，使紫铜坩埚工件温度达到550℃，然后将紫铜坩埚工件从电阻炉中吊出，紫铜坩埚工件表面用石棉包覆进行保温，同时采用焊炬对紫铜坩埚工件加热，使紫铜坩埚工件温度保持在300℃左右；

步骤三、施焊：采用氩气或者氦气作气体保护，对焊缝焊接时正极接紫铜坩埚工件、负极接钨极，焊接电流200A左右，钨棒端部磨成15°至25°圆锥形，焊接时严格控制施焊的温度在300℃±10℃，施焊时层间用钢丝刷或钢丝砂轮清除焊缝的氧化皮，保持熔池应一直都在弧焰的保护下，避免外来空气的侵入，焊接过程如发现熔池产生气孔，立即回焊，回焊过程应在熔池尚未凝固之前完成，焊后产即用手锤轻击焊缝，使其组织致密，随后保温缓冷。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

步骤一中清理紫铜坩埚工件焊接边缘和焊丝表面的氧化膜以及油的方法包括机械清理法和化学清理法，所述的机械清理法是采用抛光及打磨的手段去除氧化膜和油，所述的化学清理法是采用丙酮和汽油清洗的手段去除氧化膜和油。

步骤二中采用两把焊炬同时对紫铜坩埚工件加热。

步骤三中氩气、氦气纯度≥99.98%。

步骤三中钨棒的圆锥形端部长度为10㎜至15㎜。

步骤三中钨棒伸出保护瓷嘴的长度不小于6mm。

步骤三中采用的焊丝为直径2.4㎜的银焊丝。

步骤三中钨棒伸出保护瓷嘴的长度为6mm至8mm。

与现有技术相比，本发明焊缝质量高，保护气流稳定，能有效的隔绝周围空气，焊接时熔池稳定，飞溅很少，不易产生气孔，氩弧焊热量集中，温度高，焊速快，弧稳定。氩弧焊焊接紫铜坩埚时，无熔渣、无飞溅，熔池和电弧的可见解性好，操作方便。

本发明在紫铜施焊前进行了预热，这是因为铜具有良好的导热性和很强的氧化性，由于本身的熔点低，焊接时产生的金属氧化物的熔点很高，这些难容的氧化物会降低焊缝的致密性和强度，紫铜的导热性高，这种高的导热性，对施焊时保持局部焊接温度不利，因此在紫铜施焊前进行预热，同时，施焊时必须使用较强的焊接热源来保温，但是随温度升高，施焊时容易出现气孔夹渣，未焊透、裂缝等焊接缺陷，温度过高施焊人员无法进行正常施焊，效率会降底，因此给焊接带来许多不便与困难。本发明进一步采用了多种手段解决这些问题：a.使用氩弧焊，采用氩气或者氦气作气体保护（氩气、氦气纯度≥99.98%），杜绝有害气体进入熔池，b.钨棒的形状和安装对引发电弧及电弧的稳定、使用寿命均有一定影响。钨棒端部10-15㎜长度磨成15°-25°圆锥形。安装不得偏斜，伸出量不得太小（6-8㎜），否则影响氩气保护效果，c.焊丝采用BCu80PAg，直径2.4㎜的银焊丝，保证焊接质量，d.焊接时严格控制施焊的温度，大约在300℃左右，不可过热，否则操作人员难以靠近，焊接不便，铜会氧化，不可过低，否则焊丝难容与母材，焊接不透，e.熔池应一直都在弧焰的保护下，避免外来空气的侵入。若不慎产生气孔，立即回焊，回焊的速度，应是在熔池尚未凝固之前完成。综上，本发明采用多种手段，避免了紫铜因焊前预热容易产生的焊接缺陷，有效提高焊接质量，得到质量合格的紫铜坩埚。

具体实施方式

以下对本发明的实施例作进一步详细描述。

本实施例中一种紫铜坩埚焊接方法，其中：包括以下步骤：

步骤一、焊前准备：采用抛光的方法清理紫铜坩埚工件焊接边缘和焊丝表面的氧化膜以及油，使紫铜坩埚工件焊接边缘和焊丝表面干净整洁；

步骤二、紫铜坩埚工件预热、保温：通过电阻炉对紫铜坩埚工件快速提温，使紫铜坩埚工件温度达到550℃，然后将紫铜坩埚工件从电阻炉中吊出，紫铜坩埚工件表面用石棉包覆进行保温，同时采用两把焊炬对紫铜坩埚工件加热，使紫铜坩埚工件温度保持在300℃左右；

步骤三、施焊：采用氩气或者氦气作气体保护，氩气、氦气纯度≥99.98%。对焊缝焊接时正极接紫铜坩埚工件、负极接钨极，焊接电流200A左右，钨棒端部磨成20°圆锥形，钨棒的圆锥形端部长度为13㎜，钨棒伸出保护瓷嘴的长度为7mm。焊丝采用BCu80PAg，直径2.4㎜的银焊丝，焊接时严格控制施焊的温度在300℃，不可过热，否则操作人员难以靠近，焊接不便，铜会氧化，不可温度过低，否则焊丝难容与母材，焊接不透紫铜高温下氧化速度非常快。要求施焊的动作速度要快，层间的间隔时间越短越好，层间要用钢丝刷或钢丝砂轮清除焊缝的氧化皮。焊接时紫铜极易产生气孔，操作时应注意观察熔池流动的情况和形状，熔池应一直都在弧焰的保护下，避免外来空气的侵入。若不慎产生气孔，应立即回焊，回焊的速度，应是在熔池尚未凝固之前完成。焊后产即用手锤轻击焊缝，使其组织致密，随后保温缓冷。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种紫铜坩埚焊接方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤一、焊前准备：清理紫铜坩埚工件焊接边缘和焊丝表面的氧化膜以及油，使紫铜坩埚工件焊接边缘和焊丝表面干净整洁；

步骤二、紫铜坩埚工件预热、保温：通过电阻炉对紫铜坩埚工件快速提温，使紫铜坩埚工件温度达到550℃，然后将紫铜坩埚工件从电阻炉中吊出，紫铜坩埚工件表面用石棉包覆进行保温，同时采用焊炬对紫铜坩埚工件加热，使紫铜坩埚工件温度保持在300℃左右；

步骤三、施焊：采用氩气或者氦气作气体保护，对焊缝焊接时正极接紫铜坩埚工件、负极接钨极，焊接电流200A左右，钨棒端部磨成15°至25°圆锥形，焊接时严格控制施焊的温度在300℃±10℃，施焊时层间用钢丝刷或钢丝砂轮清除焊缝的氧化皮，保持熔池应一直都在弧焰的保护下，避免外来空气的侵入，焊接过程如发现熔池产生气孔，立即回焊，回焊过程应在熔池尚未凝固之前完成，焊后产即用手锤轻击焊缝，使其组织致密，随后保温缓冷。

2.根据权利要求1所述的一种紫铜坩埚焊接方法，其特征是：步骤一中清理紫铜坩埚工件焊接边缘和焊丝表面的氧化膜以及油的方法包括机械清理法和化学清理法，所述的机械清理法是采用抛光及打磨的手段去除氧化膜和油，所述的化学清理法是采用丙酮和汽油清洗的手段去除氧化膜和油。

3.根据权利要求1所述的一种紫铜坩埚焊接方法，其特征是：步骤二中采用两把焊炬同时对紫铜坩埚工件加热。

4.根据权利要求1所述的一种紫铜坩埚焊接方法，其特征是：步骤三中氩气、氦气纯度≥99.98%。

5.根据权利要求1所述的一种紫铜坩埚焊接方法，其特征是：步骤三中钨棒的圆锥形端部长度为10㎜至15㎜。

6.根据权利要求1所述的一种紫铜坩埚焊接方法，其特征是：步骤三中钨棒伸出保护瓷嘴的长度不小于6mm。

7.根据权利要求1所述的一种紫铜坩埚焊接方法，其特征是：步骤三中采用的焊丝为直径2.4㎜的银焊丝。

8.根据权利要求6所述的一种紫铜坩埚焊接方法，其特征是：步骤三中钨棒伸出保护瓷嘴的长度为6mm至8mm。