CN115090979A - 一种厚壁铜管的钎焊方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种厚壁铜管的钎焊方法,涉及管道钎焊工艺技术领域,所述方法包括以下步骤:S1:将铜管的端口进行坡口加工;S2:将奥氏体不锈钢衬管的两端分别插入到两个铜管需要对接的端口内,所述奥氏体不锈钢衬管的外径和所述铜管的内径尺寸相适配,所述奥氏体不锈钢衬管中部侧面环向设置有同轴的裙边;S3:在插入奥氏体不锈钢衬管后,将两侧铜管相向靠拢,并无缝夹持于裙边;S4:在无缝夹持裙边后,通过钎焊焊接铜管坡口,直至填满整个对接管口,形成饱满焊缝,此时完成钎焊;所述坡口为V型坡口,单边角度为15°~22°。采用本方案,通过插入奥氏体不锈钢衬管,并和两侧铜管无缝对接,能防止钎焊时的钎料流入到铜管内部,从而提高其焊接质量。
Description
技术领域
本发明涉及管道钎焊工艺技术领域,具体涉及一种厚壁铜管的钎焊方法。
背景技术
随着各类型试验装置的建设,对直流输电线路需求大,现有技术中,直流输电线路以大尺寸铜管作为输电线路,通常采用紫铜管T2,规格长度500米,此类铜管钎焊工艺复杂、施工量大、作业时间长、成本高、质量要求非常严格。
现有技术中,在对此类厚壁铜管进行焊接时,通常是直接在其端口进行钎焊,其钎焊施工焊缝多,施工量答,此方式在焊接过程中,会导致焊料流入到铜管内,严重影响到铜管内部输电通道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种厚壁铜管的钎焊方法,采用本方案,通过插入奥氏体不锈钢衬管,并和两侧铜管无缝对接,能防止钎焊时的钎料流入到铜管内部,从而提高其焊接质量。
本发明通过下述技术方案实现:
一种厚壁铜管的钎焊方法,所述方法包括以下步骤:
S1:将铜管的端口进行坡口加工;
S2:将奥氏体不锈钢衬管的两端分别插入到两个铜管需要对接的端口内,所述奥氏体不锈钢衬管的外径和所述铜管的内径尺寸相适配,所述奥氏体不锈钢衬管中部侧面环向设置有同轴的裙边;
S3:在插入奥氏体不锈钢衬管后,将两侧铜管相向靠拢,并无缝夹持于裙边;
S4:在无缝夹持裙边后,通过钎焊焊接铜管坡口,直至填满整个对接管口,形成饱满焊缝,此时完成钎焊。
相对于现有技术中,采用钎焊焊接铜管,其焊料易流入到铜管内,严重影响到铜管内部输电通道的问题,本方案提供了一种厚壁铜管的钎焊方法,采用本方案,通过插入奥氏体不锈钢衬管,并和两侧铜管无缝对接,能防止钎焊时的钎料流入到铜管内部,从而提高其焊接质量;本方案中,由于奥氏体不锈钢衬管具有良好的延展性和可塑性,且热处理方式无法改变其力学性能,因此,本方案采用奥氏体不锈钢衬管能保证良好的封闭效果,且奥氏体管材还有一个非常重要的特点就是可焊性,可焊性是奥氏体管材能得到应用的一个非常重要的特性之一,奥氏体管材在焊接的时候,可以保证焊接时不易变形,焊接处保持牢固;具体步骤中,在钎焊之前,需采用车床或坡口机对铜管端口进行坡口加工,便于钎焊施工,在坡口加工完成后,选用尺寸适宜的奥氏体不锈钢衬管,并将奥氏体不锈钢衬管的两端分别插入到两个需要对接的铜管中,其中,奥氏体不锈钢衬管的外径需和铜管的内径相适配,在奥氏体不锈钢衬管中部位置的外侧环向设有裙边,裙边和奥氏体不锈钢衬管同轴设置,在铜管连接处装配奥氏体不锈钢衬管固定,且在插入固定时,两侧铜管应与内衬管裙边接触无间隙,对口不合要求时要设法修整,禁止强力对口现象,不得出现错口、折口现象,严格检查对口尺寸;在无缝夹持对接后,再通过钎焊工艺铜管坡口,直至填满整个对接管口,形成饱满焊缝,此时完成钎焊。
进一步优化,所述坡口为V型坡口,单边角度为15°~22°;通过选用单边角度为15°~22°,在能达到快速钎焊的同时,还需保证钎焊焊接的强度。
进一步优化,所述裙边外缘端部超出所述坡口钝边;为保证无缝对接,防止焊料留出,本方案中,裙边的外缘端部需略微超出坡口钝边,使整个钝边均处于无缝对接状态下。
进一步优化,所述奥氏体不锈钢衬管沿所述裙边径向对称;裙边设置于奥氏体不锈钢衬管的中心横截面上,并对称设置,使两侧铜管保持在同等无缝对接状态下。
进一步优化,在将铜管的端口进行坡口加工后,所述步骤S1还包括以下子步骤:需采用砂纸对铜管进行机械清理,并用丙酮清洗;本方案中,采用砂纸进行机械清理表面,露出金属光泽后,用丙酮清洗,将坡口及附近10~20mm处表面的脏污、油脂、水分和锈斑等清理干净。
进一步优化,所述钎焊采用多层多道钎焊法。
进一步优化,所述步骤S4还包括以下子步骤:在完成钎焊后,需待铜管冷却至300℃以下,方可移动铜管;如强制移动可能会降低焊缝强度甚至产生裂纹。
进一步优化,所述步骤S4还包括以下子步骤:在完成钎焊后,且铜管冷却至常温后,采用热水冲洗后,用焦硫酸钾溶液擦洗;以清除钎剂残渣及多余钎料。
进一步优化,所述铜管的焊缝宽度应为每边不大于坡口边缘2mm,且焊缝余高应小于等于3mm。
进一步优化,所述铜管的焊缝咬边深度不得大于0.5mm,咬边长度不得大于焊缝总长度的10%,且不大于30mm;单边焊缝根部内凹应小于或等于0.2倍板厚,且应小于0.5mm。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
本发明提供了一种厚壁铜管的钎焊方法,采用本方案,通过插入奥氏体不锈钢衬管,并和两侧铜管无缝对接,能防止钎焊时的钎料流入到铜管内部,从而提高其焊接质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中:
图1为本发明提供的奥氏体不锈钢衬管的结构示意图;
图2为本发明提供的奥氏体不锈钢衬管的俯视图;
图3为本发明提供的奥氏体不锈钢衬管的主视图;
图4为本发明提供的铜管对接奥氏体不锈钢衬管时的截面图。
附图中标记及对应的零部件名称:
1-铜管,2-奥氏体不锈钢衬管,21-裙边。
具体实施方式
在以下描述中,为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而,对于本领域普通技术人员显而易见的是:不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中,为了避免混淆本发明,未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
在整个说明书中,对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着:结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此,在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外,可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的示图都是为了说明的目的,并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
在本发明的描述中,术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1
如图1至图4所示,本实施例提供了一种厚壁铜管的钎焊方法,所述方法包括以下步骤:
S1:将铜管1的端口进行坡口加工;
S2:将奥氏体不锈钢衬管2的两端分别插入到两个铜管1需要对接的端口内,所述奥氏体不锈钢衬管2的外径和所述铜管1的内径尺寸相适配,所述奥氏体不锈钢衬管2中部侧面环向设置有同轴的裙边21;
S3:在插入奥氏体不锈钢衬管2后,将两侧铜管1相向靠拢,并无缝夹持于裙边21;
S4:在无缝夹持裙边21后,通过钎焊焊接铜管1坡口,直至填满整个对接管口,形成饱满焊缝,此时完成钎焊。
相对于现有技术中,采用钎焊焊接铜管1,其焊料易流入到铜管1内,严重影响到铜管1内部输电通道的问题,本方案提供了一种厚壁铜管1的钎焊方法,采用本方案,通过插入奥氏体不锈钢衬管2,并和两侧铜管1无缝对接,能防止钎焊时的钎料流入到铜管1内部,从而提高其焊接质量;本方案中,由于奥氏体不锈钢衬管2具有良好的延展性和可塑性,且热处理方式无法改变其力学性能,因此,本方案采用奥氏体不锈钢衬管2能保证良好的封闭效果,且奥氏体管材还有一个非常重要的特点就是可焊性,可焊性是奥氏体管材能得到应用的一个非常重要的特性之一,奥氏体管材在焊接的时候,可以保证焊接时不易变形,焊接处保持牢固;具体步骤中,在钎焊之前,需采用车床或坡口机对铜管1端口进行坡口加工,便于钎焊施工,在坡口加工完成后,选用尺寸适宜的奥氏体不锈钢衬管2,并将奥氏体不锈钢衬管2的两端分别插入到两个需要对接的铜管1中,其中,奥氏体不锈钢衬管2的外径需和铜管1的内径相适配,在奥氏体不锈钢衬管2中部位置的外侧环向设有裙边21,裙边21和奥氏体不锈钢衬管2同轴设置,在铜管1连接处装配奥氏体不锈钢衬管2固定,且在插入固定时,两侧铜管1应与内衬管裙边21接触无间隙,对口不合要求时要设法修整,禁止强力对口现象,不得出现错口、折口现象,严格检查对口尺寸;在无缝夹持对接后,再通过钎焊工艺铜管1坡口,直至填满整个对接管口,形成饱满焊缝,此时完成钎焊。
本实施例中,所述坡口为V型坡口,单边角度为15°~22°;通过选用单边角度为15°~22°,在能达到快速钎焊的同时,还需保证钎焊焊接的强度。
本实施例中,所述裙边21外缘端部超出所述坡口钝边;为保证无缝对接,防止焊料留出,本方案中,裙边21的外缘端部需略微超出坡口钝边,使整个钝边均处于无缝对接状态下。
本实施例中,所述奥氏体不锈钢衬管2沿所述裙边21径向对称;裙边21设置于奥氏体不锈钢衬管2的中心横截面上,并对称设置,使两侧铜管1保持在同等无缝对接状态下。
本实施例中,在将铜管1的端口进行坡口加工后,所述步骤S1还包括以下子步骤:需采用砂纸对铜管1进行机械清理,并用丙酮清洗;本方案中,采用砂纸进行机械清理表面,露出金属光泽后,用丙酮清洗,将坡口及附近10~20mm处表面的脏污、油脂、水分和锈斑等清理干净。
本实施例中,所述钎焊采用多层多道钎焊法。
本实施例中,所述步骤S4还包括以下子步骤:在完成钎焊后,需待铜管1冷却至300℃以下,方可移动铜管1;如强制移动可能会降低焊缝强度甚至产生裂纹。
本实施例中,所述步骤S4还包括以下子步骤:在完成钎焊后,且铜管1冷却至常温后,采用热水冲洗后,用焦硫酸钾溶液擦洗;以清除钎剂残渣及多余钎料。
本实施例中,所述铜管1的焊缝宽度应为每边不大于坡口边缘2mm,且焊缝余高应小于等于3mm。
本实施例中,所述铜管1的焊缝咬边深度不得大于0.5mm,咬边长度不得大于焊缝总长度的10%,且不大于30mm;单边焊缝根部内凹应小于或等于0.2倍板厚,且应小于0.5mm。
实施例2
本实施例2在实施例1的基础上进一步优化,提供了一种具体的实施例方式。
在具体实施过程中,包括以下步骤:
1、准备工作
a、坡口加工:铜管1坡口采用车床或坡口机进行加工,单边角度15°~22°;如图4所示,优选为单边角度20°。
b、铜管1清理:采用砂纸进行机械清理表面,露出金属光泽后,用丙酮清洗,将坡口及附近10~20mm处表面的脏污、油脂、水分和锈斑等清理干净。
c、装配:铜管1连接处装入奥氏体不锈钢衬管2固定,两侧铜管1应与内衬管裙边21接触无间隙,对口不合要求时要设法修整,禁止强力对口现象,不得出现错口、折口现象,严格检查对口尺寸。
2、钎焊工艺
a、选用钎料及钎剂:
QJ102银钎焊溶剂(粉状)是一种粉末状银钎焊熔剂,熔点约450℃,能有效清除金属的氧化物,促进钎料漫流。
c、钎焊实施
钎焊时采用碳化焰,氧气压力约0.5MPa、乙炔压力约0.5~0.8MPa,将火焰中层与铜管1接触,并将火焰来回运动使铜管1的温度均匀上升,铜管1颜色将呈现变化,由红色变为暗红色,铜管1温度约为750℃~850℃。钎料蘸上钎剂熔入坡口中,切勿用火焰直接加热钎料。
采用多层多道钎焊法,先对焊缝进行打底钎焊,钎焊时将蘸上钎剂的钎料放入坡口内,火焰加热钎料放入位置坡口边缘0~20mm范围铜管1,熔化钎料在坡口漫流铺展开,连续向前移动加热火焰,同时移动钎料使之不断熔化。各焊道的接头错开10~30mm,直至填满整个对接管口,形成饱满焊缝。
在钎焊结束后,焊件冷却到300℃以下方可移动,如强制移动可能会降低焊缝强度甚至产生裂纹,待焊件冷却到常温后,采用热水冲洗后焦硫酸钾溶液擦洗,以清除钎剂残渣及多余钎料。
3、钎焊完成后,对钎焊缝进行检验
a、外观检查
焊缝表面不应有裂纹、气孔、未熔合和夹渣等缺陷;
钎焊接头表面应光滑、不得有气孔、未钎透、较大焊瘤及钎焊件边缘被熔蚀等缺陷;
焊缝宽度应为每边不大于坡口边缘2mm;
焊缝余高应小于等于3mm;
咬边深度不得大于0.5mm,咬边长度不得大于焊缝总长度的10%,且不大于30mm;单边焊缝根部内凹应小于或等于0.2倍板厚,且应小于0.5mm。
b、无损检测
表面无损检测按照《承压设备无损检测第5部分:渗透检测》NB/T47013.5规定,合格级别Ⅰ级;焊缝内部按照《承压设备无损检测第2部分:射线检测》NB/T47013.2规定,合格级别Ⅱ级。
c、水压试验
根据设计技术规格书要求,铜管1线路进行整体水压试验,先缓慢升压,待压力达到试验压力2.0MPa后稳压10min,后将试验压力将至设计压力1.5Mpa,稳压30min。
d、通电试验
采用万用表分别测试线路绝缘电阻在未通水的条件下电阻应大于2KΩ。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种厚壁铜管的钎焊方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
S1:将铜管(1)的端口进行坡口加工;
S2:将奥氏体不锈钢衬管(2)的两端分别插入到两个铜管(1)需要对接的端口内,所述奥氏体不锈钢衬管(2)的外径和所述铜管(1)的内径尺寸相适配,所述奥氏体不锈钢衬管(2)中部侧面环向设置有同轴的裙边(21);
S3:在插入奥氏体不锈钢衬管(2)后,将两侧铜管(1)相向靠拢,并无缝夹持于裙边(21);
S4:在无缝夹持裙边后(21),通过钎焊焊接铜管(1)坡口,直至填满整个对接管口,形成饱满焊缝,此时完成钎焊。
2.根据权利要求1所述的一种厚壁铜管的钎焊方法,其特征在于,所述坡口为V型坡口,单边角度为15°~22°。
3.根据权利要求1所述的一种厚壁铜管的钎焊方法,其特征在于,所述裙边(21)外缘端部超出所述坡口钝边。
4.根据权利要求1所述的一种厚壁铜管的钎焊方法,其特征在于,所述奥氏体不锈钢衬管(2)沿所述裙边(21)径向对称。
5.根据权利要求1所述的一种厚壁铜管的钎焊方法,其特征在于,在将铜管(1)的端口进行坡口加工后,所述步骤S1还包括以下子步骤:需采用砂纸对铜管(1)进行机械清理,并用丙酮清洗。
6.根据权利要求1所述的一种厚壁铜管的钎焊方法,其特征在于,所述钎焊采用多层多道钎焊法。
7.根据权利要求1所述的一种厚壁铜管的钎焊方法,其特征在于,所述步骤S4还包括以下子步骤:在完成钎焊后,需待铜管(1)冷却至300℃以下,方可移动铜管(1)。
8.根据权利要求1所述的一种厚壁铜管的钎焊方法,其特征在于,所述步骤S4还包括以下子步骤:在完成钎焊后,且铜管(1)冷却至常温后,采用热水冲洗后,用焦硫酸钾溶液擦洗。
9.根据权利要求1所述的一种厚壁铜管的钎焊方法,其特征在于,所述铜管(1)的焊缝宽度应为每边不大于坡口边缘2mm,且焊缝余高应小于等于3mm。
10.根据权利要求1所述的一种厚壁铜管的钎焊方法,其特征在于,所述铜管(1)的焊缝咬边深度不得大于0.5mm,咬边长度不得大于焊缝总长度的10%,且不大于30mm;单边焊缝根部内凹应小于或等于0.2倍板厚,且应小于0.5mm。
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