一种大规格HSn62-1锡黄铜的焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种大规格HSn62

【技术实现步骤摘要】
一种大规格HSn62
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1锡黄铜的焊接方法


[0001]本专利技术属于黄铜焊接及黄铜复合板制造领域，具体涉及一种大规格HSn62
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1锡黄铜的焊接方法。

技术介绍

[0002]HSn62
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1锡黄铜具有“海军黄铜”之称，因其含锌量约36％左右，具有(α+β)两相组织，有优良的耐腐蚀性和加工性能，随着铜锌合金中锡等合金元素加入，进一步提高了其在海水中耐蚀性，易切削，焊接性及良好的综合力学性能，因而被广泛的应用于石油化工、船舶、海上作业设备、动力设备等多个领域。但也因为含有大量的Zn，而锌的沸点仅为907℃，在传统焊接过程锌元素在空气中被氧化成氧化锌，不仅妨碍焊工对熔池的观察和操作，而且会导致焊接接头的力学性能和耐蚀性能下降，增大焊缝对应力腐蚀的敏感性，长时间焊接对于焊接人员身体健康造成严重影响。同时HSn62
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1锡黄铜的导热率较高，母材较难熔化，填充金属与母材不能很好的熔合；线膨胀系数大，外观成型差，焊后的变形比较严重，因此焊接难度极大。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种大规格HSn62
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1锡黄铜的焊接方法。该方法将HSn62
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1锡黄铜母材加热保温后组配进行手工交流钨极氩弧焊，保证了焊接过程中母材的熔化及焊接层间温度的稳定，减少了焊接应力的产生，有效控制了焊接温度，减少了母材中锌的蒸发，进而减少了裂纹、气孔等缺陷的产生，保证焊缝力学性能，解决了大规格HSn62
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1锡黄铜焊接时锌的蒸发和烧损、引起的焊缝力学性能和耐蚀性能下降问题，有效降低焊接成本和焊接人员的劳动强度。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种大规格HSn62
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1锡黄铜的焊接方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0005]步骤一、将HSn62
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1锡黄铜母材经机械加工坡口，然后进行表面处理；
[0006]步骤二、将步骤一中经表面处理后的HSn62
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1锡黄铜母材加热后保温；所述加热后的温度为150℃～200℃，当经表面处理后的HSn62
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1锡黄铜母材的厚度为25mm以内时，保温的时间为0.5h～1h，当经表面处理后的HSn62
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1锡黄铜母材的厚度大于25mm时，厚度每增加25mm保温的时间增加0.5h；
[0007]步骤三、将两块步骤二中经保温后的HSn62
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1锡黄铜母材进行组配形成Y形坡口，且Y形坡口的组对间隙为3mm～4mm，得到待焊件，然后对待焊件固定气体背面保护装置，并通入氩气；
[0008]步骤四、采用交流钨极氩弧焊机对步骤三中通入氩气的待焊件进行手工交流钨极氩弧焊，得到焊接件；所述手工交流钨极氩弧焊采用质量纯度99.999％的氦气为保护气，选用HS221焊丝作为焊材，所述HS221焊丝由以下质量分数的成分组成：Cu 58％～62％，Sn不超过1.0％，Mn不超过0.3％，Fe不超过0.2％，Si 0.1％～0.5％，Al不超过0.01％，Pb不超过
0.03％，其他成分不超过0.2％，其余为Zn；
[0009]步骤五、将步骤四中得到的焊接件去除焊接应力后进行热处理，出炉在空气中压校型后冷却至室温，得到HSn62
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1锡黄铜；所述HSn62
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1锡黄铜的长度和宽度均不小于2000mm。
[0010]本专利技术先将经机械加工和表面处理后的HSn62
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1锡黄铜母材进行加热保温，以降低后续焊接过程中焊缝的冷却速度，有利于焊缝中扩散氢的溢出，减小了焊接接头的温度梯度，保证了焊接过程中母材的熔化及焊接层间温度的稳定，减少了焊接应力的产生；然后组配并进行手工交流钨极氩弧焊，利用手工交流钨极氩弧焊过程中焊接电流的极性周期性变化特性，在交流负极性半周时，采用电弧清理熔池及附近焊件表面氧化物，在交流负极性正周时，电弧能量集中，保证熔池深度，钨极得到冷却，防止加钨，从而有效控制了焊接温度，减少了母材中锌的蒸发，进而减少了裂纹、气孔等缺陷的产生，保证焊缝力学性能，且热输入量减少，焊接应力减小，变形小，同时采用惰性气体高纯氦气作为焊接的保护气，氦气的电弧能量密度大，电离能高达24.6eV，远高于其他气体，且氦气不活泼不易于其他金属及气体反应，进一步避免了锌元素的氧化，降低了焊接人员的劳动强度。
[0011]上述的一种大规格HSn62
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1锡黄铜的焊接方法，其特征在于，步骤一中所述表面处理为：采用乙醇溶液擦拭清洗去除表面油污，采用不锈钢丝刷清理去除坡口及坡口周边50mm内的氧化膜和杂质。该表面处理过程有效防止了焊接过程中母材污染引起的气孔等焊接缺陷，保证了焊接接头质量。
[0012]上述的一种大规格HSn62
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1锡黄铜的焊接方法，其特征在于，步骤三中所述氩气的质量纯度为99.999％，氩气的通入流量为20L/min～30L/min。通过背部保护气采用99.999％氩气并限定通入流量为20L/min～30L/min，有效隔绝了空气对电弧和熔池的不良影响，既能充分保护背部焊缝成型，而且与正面氦气保护气比较，更加经济，降低了成本。
[0013]上述的一种大规格HSn62
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1锡黄铜的焊接方法，其特征在于，步骤四中所述手工交流钨极氩弧焊的过程为：先采用交流氩弧焊形成打底层，采用的焊接电流为180A～190A，焊接电压为24V～26V，焊接速度为12cm/min～15cm/min，氦气的流量为15L/min～20L/min；然后采用交流氩弧焊形成填充层，采用的焊接电流为190A～200A，焊接电压为26V～30V，焊接速度为12cm/min～15cm/min，氦气的流量为15L/min～20L/min；再采用交流氩弧焊形成盖面层，采用的焊接电流为190A～200A，焊接电压为26V～30V，焊接速度为12cm/min～15cm/min，氦气的流量为15L/min～20L/min。本专利技术在手工交流钨极氩弧焊的过程各阶段分别选用上述焊接电流、电压、焊接速度、焊接材料等工艺参数，发挥协同作用，保证了焊缝成分匹配，既减少裂纹、气孔等焊接缺陷产生，减少了HSn62
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1锡黄铜母材中锌的蒸发，又改善了焊缝成型，保证了焊缝性能，减少焊接变形，克服了现有大规格锡黄铜焊接中焊接质量差、焊接成型差、焊接变形大的缺陷与问题，又有效降低焊接接头热处理、校形的成本。
[0014]上述的一种大规格HSn62
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1锡黄铜的焊接方法，其特征在于，步骤四中所述手工交流钨极氩弧焊的过程中，控制待焊件的层间温度不小于200℃，且当层间温度低于200℃时以不超过50℃/h的加热速度持续对焊缝及焊缝两侧100mm内加热至200℃。本专利技术通过调节预热温度和控制层间温度，降低了焊接中铜板焊本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大规格HSn62
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1锡黄铜的焊接方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将HSn62
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1锡黄铜母材经机械加工坡口，然后进行表面处理；步骤二、将步骤一中经表面处理后的HSn62
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1锡黄铜母材加热后保温；所述加热后的温度为150℃～200℃，当经表面处理后的HSn62
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1锡黄铜母材的厚度为25mm以内时，保温的时间为0.5h～1h，当经表面处理后的HSn62
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1锡黄铜母材的厚度大于25mm时，厚度每增加25mm保温的时间增加0.5h；步骤三、将两块步骤二中经保温后的HSn62
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1锡黄铜母材进行组配形成Y形坡口，且Y形坡口的组对间隙为3mm～4mm，得到待焊件，然后对待焊件固定气体背面保护装置，并通入氩气；步骤四、采用交流钨极氩弧焊机对步骤三中通入氩气的待焊件进行手工交流钨极氩弧焊，得到焊接件；所述手工交流钨极氩弧焊采用质量纯度99.999％的氦气为保护气，选用HS221焊丝作为焊材，所述HS221焊丝由以下质量分数的成分组成：Cu 58％～62％，Sn不超过1.0％，Mn不超过0.3％，Fe不超过0.2％，Si 0.1％～0.5％，Al不超过0.01％，Pb不超过0.03％，其他成分不超过0.2％，其余为Zn；步骤五、将步骤四中得到的焊接件去除焊接应力后进行热处理，出炉在空气中压校型后冷却至室温，得到HSn62
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1锡黄铜；所述HSn62
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1锡黄铜的长度和宽度均不小于2000mm。2.根据权利要求1所述的一种大规格HSn62
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1锡黄铜的焊接方法，其特征在于，步骤一中所述表面处理为：采用乙醇溶液擦拭清洗去除表面油污，采用不锈钢丝刷清理去除坡口及坡口周边50mm内的氧化膜和杂质。3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高瑞博，樊科社，吴江涛，黄杏利，张鹏辉，夏雪荣，闫明，杨小峰，乔伟，
申请(专利权)人：西安天力金属复合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：