CN109352133B - 手工钨极氦弧焊焊接HFe59-1-1铁黄铜的方法 - Google Patents

手工钨极氦弧焊焊接HFe59-1-1铁黄铜的方法 Download PDF

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Abstract

一种手工钨极氦弧焊焊接HFe59‑1‑1铁黄铜的方法，包括以下步骤：先用不锈钢丝轮清理待焊试件的坡口及其周边20毫米范围内的氧化膜，再对待焊试件进行整体预热，然后调整待焊试件的装配间隙为5毫米～6毫米，再采用手工钨极氦弧焊对待焊试件进行连续焊接，控制焊层间温度大于等于200℃，并选择合理的焊接材料和焊接工艺参数，焊接完成后，对待焊试件进行退火热处理，然后随炉冷却至200℃后，出炉空冷至室温。本设计不仅焊接质量好，而且焊接成型美观性好。

Description

手工钨极氦弧焊焊接HFe59-1-1铁黄铜的方法
技术领域
本发明涉及黄铜焊接领域，尤其涉及一种手工钨极氦弧焊焊接HFe59-1-1铁黄铜的方法，主要适用于提高焊接质量与焊接成型美观性。
背景技术
HFe59-1-1属黄铜的一种，因其含有39﹪左右的锌元素，在铜中会形成金属间化合物β相，因此具有好的耐蚀性能和加工性能，因而在工业上应用广泛，如在摩擦及海水腐蚀下工作的零件。但也因为其含有低沸点的锌元素，在常规氩弧焊焊接时，极易受焊接热输入的影响，锌元素易大量蒸发和烧损，焊缝含锌量的减少，会引起接头耐蚀性能和力学性能的下降，锌的蒸发，会使焊缝产生气孔等夹杂和缺陷，锌元素的蒸发和烧损又会使焊接接头的耐蚀性能和力学性能下降；同时常规氩弧焊焊接铁黄铜时，焊缝飞溅大，成型不美观，因此焊接难度极大。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的焊接质量差、焊接成型美观性差的缺陷与问题，提供一种焊接质量好、焊接成型美观性好的手工钨极氦弧焊焊接HFe59-1-1铁黄铜的方法。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种手工钨极氦弧焊焊接HFe59-1-1铁黄铜的方法，所述方法包括以下步骤：
A、用不锈钢丝轮清理待焊试件的坡口及其周边20毫米范围内的氧化膜；
B、对待焊试件进行整体预热，预热温度为250℃～350℃，达到预热温度后保温0.5小时～1小时，待焊试件厚度在25毫米基础上每增加25毫米增加保温时间0.5小时；
C、待焊试件的装配间隙为5毫米～6毫米；
D、对待焊试件采用手工钨极氦弧焊进行连续焊接，保护气体为99.99﹪氦气，焊丝为HSCuZn-1，焊丝直径为2毫米，焊丝的成分及其质量分数为：铜57﹪～61﹪、锡0.25﹪～1﹪、铝≤0.01﹪、铅≤0.05﹪、其他成分≤0.5﹪、余量为锌；
E、焊接完成后，对待焊试件进行退火热处理，热处理初始进炉温度为100℃～150℃，先逐步升温至200℃～300℃后保温2小时～2.5小时，再升温至350℃～400℃后保温1小时～1.5小时，然后随炉冷却至200℃后，出炉在空气中自然冷却至室温。
步骤D中，焊层为1层时，焊接电流极性为交流，焊接电流为200A～210A，焊接电压为20V～22V，焊接速度为13cm/min～15cm/min，保护气体流量为30L/min～35L/min；
焊层为2层时，焊接电流极性为交流，焊接电流为190A～200A，焊接电压为18V～20V，焊接速度为13cm/min～15cm/min，保护气体流量为30L/min～35L/min。
步骤D中，焊接时，控制焊层间温度大于等于200℃。
当焊层间温度小于200℃时，重新对待焊试件进行整体预热至200℃以上，预热速度小于等于50℃/小时。
测量焊层间温度采用接触式测温仪。
步骤D中，焊接时，将焊丝与待焊试件短接，在焊丝上引弧和保持电弧。
步骤D中，焊接时，待焊试件处于平焊位。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明一种手工钨极氦弧焊焊接HFe59-1-1铁黄铜的方法中采用手工钨极氦弧焊对待焊试件进行连续焊接，并通过对焊接材料、焊接工艺参数、焊接电流极性及种类、焊接预热温度和层间温度、焊后热处理温度、热处理时间等工艺参数的合理选择，显著降低冷裂纹、热裂纹等工艺缺陷发生几率，提升了焊缝成型外观，保证了焊缝接头的力学性能。因此，本发明焊接质量好、焊接成型美观性好。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种手工钨极氦弧焊焊接HFe59-1-1铁黄铜的方法，所述方法包括以下步骤：
A、用不锈钢丝轮清理待焊试件的坡口及其周边20毫米范围内的氧化膜；
B、对待焊试件进行整体预热，预热温度为250℃～350℃，达到预热温度后保温0.5小时～1小时，待焊试件厚度在25毫米基础上每增加25毫米增加保温时间0.5小时；
C、待焊试件的装配间隙为5毫米～6毫米；
D、对待焊试件采用手工钨极氦弧焊进行连续焊接，保护气体为99.99﹪氦气，焊丝为HSCuZn-1，焊丝直径为2毫米，焊丝的成分及其质量分数为：铜57﹪～61﹪、锡0.25﹪～1﹪、铝≤0.01﹪、铅≤0.05﹪、其他成分≤0.5﹪、余量为锌；
E、焊接完成后，对待焊试件进行退火热处理，热处理初始进炉温度为100℃～150℃，先逐步升温至200℃～300℃后保温2小时～2.5小时，再升温至350℃～400℃后保温1小时～1.5小时，然后随炉冷却至200℃后，出炉在空气中自然冷却至室温。
步骤D中，焊层为1层时，焊接电流极性为交流，焊接电流为200A～210A，焊接电压为20V～22V，焊接速度为13cm/min～15cm/min，保护气体流量为30L/min～35L/min；
焊层为2层时，焊接电流极性为交流，焊接电流为190A～200A，焊接电压为18V～20V，焊接速度为13cm/min～15cm/min，保护气体流量为30L/min～35L/min。
步骤D中，焊接时，控制焊层间温度大于等于200℃。
当焊层间温度小于200℃时，重新对待焊试件进行整体预热至200℃以上，预热速度小于等于50℃/小时。
测量焊层间温度采用接触式测温仪。
步骤D中，焊接时，将焊丝与待焊试件短接，在焊丝上引弧和保持电弧。
步骤D中，焊接时，待焊试件处于平焊位。
本发明的原理说明如下：
本设计一种手工钨极氦弧焊焊接HFe59-1-1铁黄铜的焊接工艺分为以下几个部分：开展工艺对比实验，研究出手工钨极氦弧焊焊接铁黄铜的焊接工艺参数；开展工艺对比实验，选出匹配手工钨极氦弧焊焊接铁黄铜的焊材参数；研究出手工钨极氦弧焊焊接铁黄铜的焊接预热温度和层间温度、焊后热处理温度、热处理时间等工艺参数。
焊接时要求连续焊接，控制层间温度≥200℃，若焊接中断时间较长，如不能保证层间温度，需重新整体预热工件至200℃以上，加热速度≤50℃/小时；测量温度优选使用接触式测温仪。
焊接时将焊丝与焊件短接，在焊丝上引弧和保持电弧，尽可能避免电弧直接作用到母材上，母材主要靠熔池金属的传热来融化；因铁黄铜融化后流动性较好，在焊接时，试件应处于平焊位。
应用实例：本工艺方案解决了手工钨极氦弧焊焊接HFe59-1-1铁黄铜时锌元素大量蒸发和烧损，进而导致焊缝力学性能和耐蚀性能下降等问题，同时还有效解决了铁黄铜焊缝成型问题，已成功应用于本申请人制造的某型水下舰艇上，意义重大。
实施例：
一种手工钨极氦弧焊焊接HFe59-1-1铁黄铜的方法，所述方法包括以下步骤：
A、用不锈钢丝轮清理待焊试件的坡口及其周边20毫米范围内的氧化膜；
B、对待焊试件进行整体预热，预热温度为250℃～350℃，达到预热温度后保温0.5小时～1小时，待焊试件厚度在25毫米基础上每增加25毫米增加保温时间0.5小时；
C、待焊试件的装配间隙为5毫米～6毫米；
D、对待焊试件采用手工钨极氦弧焊进行连续焊接，保护气体为99.99﹪氦气，焊丝为HSCuZn-1，焊丝直径为2毫米，焊丝的成分及其质量分数为：铜57﹪～61﹪、锡0.25﹪～1﹪、铝≤0.01﹪、铅≤0.05﹪、其他成分≤0.5﹪、余量为锌；
焊层为1层时，焊接电流极性为交流，焊接电流为200A～210A，焊接电压为20V～22V，焊接速度为13cm/min～15cm/min，保护气体流量为30L/min～35L/min；
焊层为2层时，焊接电流极性为交流，焊接电流为190A～200A，焊接电压为18V～20V，焊接速度为13cm/min～15cm/min，保护气体流量为30L/min～35L/min；
焊接时，控制焊层间温度大于等于200℃；当焊层间温度小于200℃时，重新对待焊试件进行整体预热至200℃以上，预热速度小于等于50℃/小时；测量焊层间温度采用接触式测温仪；
焊接时，将焊丝与待焊试件短接，在焊丝上引弧和保持电弧；
焊接时，待焊试件处于平焊位；
E、焊接完成后，对待焊试件进行退火热处理，热处理初始进炉温度为100℃～150℃，先逐步升温至200℃～300℃后保温2小时～2.5小时，再升温至350℃～400℃后保温1小时～1.5小时，然后随炉冷却至200℃后，出炉在空气中自然冷却至室温。

Claims (4)

1.一种手工钨极氦弧焊焊接HFe59-1-1铁黄铜的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
A、用不锈钢丝轮清理待焊试件的坡口及其周边20毫米范围内的氧化膜；
B、对待焊试件进行整体预热，预热温度为250℃～350℃，达到预热温度后保温0.5小时～1小时，待焊试件厚度在25毫米基础上每增加25毫米增加保温时间0.5小时；
C、待焊试件的装配间隙为5毫米～6毫米；
D、对待焊试件采用手工钨极氦弧焊进行连续焊接，保护气体为99.99﹪氦气，焊丝为HSCuZn-1，焊丝直径为2毫米，焊丝的成分及其质量分数为：铜57﹪～61﹪、锡0.25﹪～1﹪、铝≤0.01﹪、铅≤0.05﹪、其他成分≤0.5﹪、余量为锌；
焊层为1层时，焊接电流极性为交流，焊接电流为200A～210A，焊接电压为20V～22V，焊接速度为13cm∕min～15cm∕min，保护气体流量为30L∕min～35L∕min；
焊层为2层时，焊接电流极性为交流，焊接电流为190A～200A，焊接电压为18V～20V，焊接速度为13cm∕min～15cm∕min，保护气体流量为30L∕min～35L∕min；
焊接时，控制焊层间温度大于等于200℃；
当焊层间温度小于200℃时，重新对待焊试件进行整体预热至200℃以上，预热速度小于等于50℃/小时；
E、焊接完成后，对待焊试件进行退火热处理，热处理初始进炉温度为100℃～150℃，先逐步升温至200℃～300℃后保温2小时～2.5小时，再升温至350℃～400℃后保温1小时～1.5小时，然后随炉冷却至200℃后，出炉在空气中自然冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的一种手工钨极氦弧焊焊接HFe59-1-1铁黄铜的方法，其特征在于：测量焊层间温度采用接触式测温仪。
3.根据权利要求1所述的一种手工钨极氦弧焊焊接HFe59-1-1铁黄铜的方法，其特征在于：步骤D中，焊接时，将焊丝与待焊试件短接，在焊丝上引弧和保持电弧。
4.根据权利要求1所述的一种手工钨极氦弧焊焊接HFe59-1-1铁黄铜的方法，其特征在于：步骤D中，焊接时，待焊试件处于平焊位。
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