紫 铜 母 线 焊 接摘 要：采用手工电弧焊焊接工艺，成功地实现了大截面紫铜母线的焊接。施工及装置运行表明，该工艺克服了传统旧的“碳弧焊”工艺易使焊工中毒、焊缝易渗碳、塑性差、电阻大的缺点，具有焊接质量稳定、操作简便、安全和施工成本较低等优点。关键词：紫铜母线；手工电弧焊；预热温度 紫铜母线在电站、冶金行业中经常遇到，紫铜母线连接方式有夹接法(螺柱紧固)、焊接法等。就国内目前的资料显示面紫铜母线的焊接方法有碳极电弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊及手工电弧焊等。碳极电弧焊预热温度较高，焊接时必须把焊口母材预热至750以上，焊缝外观成形一般，且母材在高温下会产生的u蒸汽易使焊工中毒，同时易引起渗碳，焊缝塑性较差，电阻率较大。埋弧焊预热温度稍低，约500左右，质量较稳定，但电流、电压稍高，分别为750 A800 A、40 V50 V左右，且焊剂用量较大，国内尚未有焊接大截面、大长度母线的介绍。钨极氩弧焊从目前国内的有关资料显示，仅适用于12的紫铜母线焊接，对12的单面V形坡口的紫铜母线焊接则指导性不强。手工电弧焊预热温度一般为300600，适用于厚度230mm的紫铜母线焊接，焊接质量一般。 我分公司负责施工的剑川友和锌厂5万吨/年电解锌装置中，设计图纸中紫铜母线采用手工电弧焊焊接连接法。在充分考虑紫铜母线焊质量要求及现场施工条件下，我司选用了在预热条件下的手工电弧焊工艺，焊缝外观成型良好，内在质量级合格，电阻率测试达到标准，基本解决了紫铜焊接中普遍存在的裂纹、夹渣、气孔等缺陷，顺利完成了电解槽紫铜母线的安装任务。1 紫铜的可焊性 为防止出现富铅或富铋的低熔点共晶，焊后应锤击减应。 为保证焊缝成型及收弧处接头平滑、减少热量损失，施焊时应制备石棉绳、石棉垫。2 焊前准备2.1 工器具的准备： 1)制作石棉垫。 2)制作夹具。3)绝热用石棉绳。4)氧、乙炔预热工具一套5)石棉手套 4双2.2 组对及预热1)坡口采用磨光机加工，为双面V形，坡口角度605，钝边1mm，预热前组对间隙宜为4mm5mm。 2)组对前，采用磨光机处理坡口两侧50mm范围内氧化膜至露出金属光泽为止。接头处表面应平直，坡口及被焊边缘15300mm氧化物、油污必须清理干净。3 焊接工艺3.1 焊机及焊材选择 1)焊机选用逆变式ZST-500直流焊机。 2)焊条选用T107磷青铜焊条，规格3.2、4.0，并在焊前经200温度烘干，保温1小时以上，放入保温桶内，以防止焊条受潮。3.2 预热预热时，先用夹具将焊件夹紧，用石棉绳将距离焊缝两边200mm范围包裹起来，包裹长度为400mm，焊件背面放置石棉垫，采用焊炬持续加热至0000后(采取远红外测温枪测试)，此时，组对间隙因膨胀收缩至，即可开始施焊。3.3 焊接工艺参数打底层选用3.2焊条 焊接电流90A130 A填充盖面选用4.0焊条 焊接电流110A160A焊接时，焊接速度要快，这样可以减少氧化，。为便于观察熔池，焊条与工件夹角宜为7585，焊接时运条要均匀、平稳地向前作直线往复运动，并控制好焊接电弧长度，弧长一般控制在2，当填充或盖面时，焊条可做轻微的横向摆动，引弧收尾时采用23次断弧焊，填满弧坑，使焊缝整体平滑。层间焊接时，应持续保证焊缝区温度300600左右，以保证下一层焊接所需的温度。4、焊后处理）焊后须锤击减应，防止出现低熔点共晶，增加铜母线韧性。2）冷却后用钢丝刷清理熔渣，并清除焊缝热影响区氧化层。 3）对焊缝进行外观检查。5、机具设备 焊接机具准备如下： 逆变式ZST-500 直流焊机 1台 角向磨光机100 1台 红外测温仪M130T 1个 6 质量标准及检验6.1 质量标准 对接接头表面质量按HGJ223-1992执行，内在质量执行JB4730-1994级合格，电阻率采取双臂电桥测试法，执行表准按GBJ149-1990。6.2 质量保证措施 1)进行焊接工艺评定，根据评定现场试焊后，确定作业指导书。 2)焊工经培训合格后方能上岗。3)氧气、乙炔气瓶上的计量器具必须在检定周期内，指示准确。 4)严格工序交接检查制度，不合格部份必须经过反修，方能进行下一道工序。7 焊接质量 用于工艺试验的1块212、1块12016试件，经外观检查、着色显示熔合良好、无缺陷后，进行X射线检验，试件无夹渣，无裂纹，依JB4730-1994评定级合格。电阻率采用双臂电桥测试法，测定结果最大电阻率0.015mmm，符合GBJ149-1990要求。8 工程应用实例 剑川友和锌厂5万吨/年电解锌装置中，有12吨紫铜母线，截面为20012，12016不等，单根母线长达9，设计要求均为焊接。我司采用预热条件下的手工电弧焊接，焊缝外观成型良好，对其进行测试，接头的内在质量、机械性能及电阻率等技术指标均符合设计规定。该套装置安装工期较紧，在我方努力下该工程如期完工，保证了该厂的顺利投产。9 结论 手工电弧焊接对紫铜母线来说是一种焊接质量稳定、操作方便、施焊环境较好的方法。由于铜的线胀系数较大，在焊接过程中，会产生很大的应力，导致焊缝产生裂纹，所以在实际焊接施工中，要严格控制预热温度，确保焊接质量。要获得符合要求的紫铜母线焊接接头，焊工必须进行专门培训考试方可上岗。有了技术熟练的焊工，选择合适的工艺参数，就可以保证手工电弧焊接紫铜母线的焊接质量，保证了焊接质量，手工电弧焊接的紫铜母线寿命优势就能得到充分发挥。技 师 论 文紫铜母线手工电弧焊焊接技术单 位：云南省第二安装工程公司一公司编制人：赵丰宁日 期：2008年9月21日