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        銅管釬焊工藝評(píng)定及工程應(yīng)用

        2015-11-16 06:03:50趙麗輝國(guó)忠齊陳建敏
        金屬加工(熱加工) 2015年10期
        關(guān)鍵詞:工藝標(biāo)準(zhǔn)

        趙麗輝 國(guó)忠齊 陳建敏

        1. 工程概況

        施工中所涉及的材料全部依據(jù)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。管道母材牌號(hào)為TP2Y (GB/T18033—2007 “ 無(wú) 縫 銅 水管 和 銅 氣管”),2#磷脫氧銅(純銅),規(guī)格為φ 15~φ54mm,壁厚為1.0~2.0mm。管道總計(jì)600余道焊口。

        表1 材料化學(xué)成分及力學(xué)性能

        表2 釬料的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) (%)

        2. 工藝評(píng)定準(zhǔn)備

        根據(jù)設(shè)計(jì)的要求,在施焊前依據(jù)ASME第Ⅸ卷2007版(QB釬焊評(píng)定篇)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定。

        (1)接頭形式、管壁厚度TP2Y壁厚較小,易冷加工,工程中管與管連接采取搭接。此次施工中母材厚度為1.0~2.0mm,為保證工藝評(píng)定所覆蓋的厚度范圍滿足工程需要,選用φ 28mm×1.5mm與φ 25 mm ×1.5mm的銅管進(jìn)行評(píng)定。

        評(píng)定用銅管的力學(xué)性能符合GB/T18033—2007《無(wú)縫銅水管和銅氣管》標(biāo)準(zhǔn),化學(xué)成分符合GB/T5231—2001《加工銅及銅合金化學(xué)成分和產(chǎn)品形狀》標(biāo)準(zhǔn);材料化學(xué)成分及力學(xué)性能如表1所示。

        (2)接頭搭接長(zhǎng)度 標(biāo)準(zhǔn)中QB408.4 規(guī)定搭接接頭已評(píng)定的重疊部分長(zhǎng)度為實(shí)際焊接時(shí)允許的最小重疊長(zhǎng)度。工程中管與管接頭的搭接長(zhǎng)度均>10mm,故選取搭接長(zhǎng)度為10mm進(jìn)行評(píng)定試驗(yàn)。

        (3)釬料的選擇 選擇國(guó)產(chǎn)銅磷銀硬釬料, 型號(hào)為B Cu91PAg(GB/T6418—2008),相當(dāng)于 ASME SFA 5.8/ SFA 5.8M BCu P—6。釬料的化學(xué)成分如表2所示。

        根據(jù)所選釬料BCu91PAg,其釬縫間隙在0.05~0.13mm內(nèi)最為適宜。評(píng)定用兩管的釬焊間隙為0.085mm,在適于釬焊的間隙范圍內(nèi)。

        (4) 漫流位置選擇 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定當(dāng)橫向漫流或垂直向上漫流位置評(píng)定合格時(shí),可替代垂直向下漫流位置。因此,選取橫向漫流和垂直向上漫流位置各做一個(gè)評(píng)定,即可最大限度滿足實(shí)際施工的需求。

        3. 工藝評(píng)定的實(shí)施

        (1)焊件表面清理 焊件在焊前的加工過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生氧化膜、粘上油污,直接影響焊接質(zhì)量。因此,在焊前需對(duì)搭接位置及周圍10mm范圍內(nèi)用丙酮進(jìn)行化學(xué)清洗,露出銅金屬光澤后用布擦凈,為下一步做準(zhǔn)備。

        (2)釬焊工藝過(guò)程 第一,釬焊的位置。分別針對(duì)橫向漫流及垂直向上漫流方向進(jìn)行評(píng)定(見(jiàn)圖1、圖2)。

        第二,釬焊火焰選擇。加熱火焰選擇中性焰,其氧氣與乙炔的混合比為1.0~1.1,以確保加熱時(shí)的溫度。

        第三,加熱要點(diǎn)。加熱時(shí),為保證加熱均勻,應(yīng)將火焰沿接頭來(lái)回?cái)[動(dòng),使其均勻加熱,以防止接頭形成氣孔、夾渣及裂紋等缺陷。將全部接縫加熱后,再將釬料放在釬焊間隙處,切忌用火焰直接加熱釬料,當(dāng)溫度達(dá)到732~816℃時(shí),熔化的釬料通過(guò)毛細(xì)作用,向溫度高的釬焊間隙內(nèi)滲透,在兩個(gè)緊密貼合的接頭接觸面之間自動(dòng)流開(kāi)鋪展,連續(xù)向前移動(dòng)加熱火焰,同時(shí)移動(dòng)釬料使之不斷熔化,直至填滿整個(gè)釬焊間隙,并在釬焊間隙周圍形成飽滿的釬角時(shí)停止加熱。

        釬焊結(jié)束后,應(yīng)使焊件自然冷卻,冷卻后清除接頭處的殘?jiān)把趸铩?/p>

        (3)檢測(cè) 第一,外觀檢查。確定釬焊接頭的致密性,如釬料的連續(xù)性、沿著接頭的尺寸、輪廓和潤(rùn)濕情況。

        第二,拉伸試驗(yàn)。確定其是否滿足使用性能。評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果如表3、表4所示。

        標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定:拉伸試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)是試樣的抗拉強(qiáng)度不小于退火狀態(tài)母材所規(guī)定的最小抗拉強(qiáng)度。因標(biāo)準(zhǔn)中TP2的最小抗拉強(qiáng)度為205MPa(GB/T18033—2007狀態(tài)M退火態(tài)),所以試驗(yàn)結(jié)果滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

        第三,焊縫切片試驗(yàn)。使用5倍放大鏡觀察各側(cè)面的致密性,以確定釬料是否從填加一側(cè)漫流穿過(guò)接頭到達(dá)另一側(cè),結(jié)果滿足致密性要求。

        (4)評(píng)定結(jié)論 評(píng)定試驗(yàn)的各項(xiàng)檢驗(yàn)結(jié)果均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,評(píng)定為合格。

        4. 結(jié)語(yǔ)

        根據(jù)合格的釬焊評(píng)定編制了釬焊工藝規(guī)程,用于指導(dǎo)實(shí)際釬焊施工。同時(shí)對(duì)參與工程施工的釬焊工進(jìn)行了相應(yīng)的技能評(píng)定,使其具有了相應(yīng)的釬焊資格。工程結(jié)束應(yīng)用至今四年多,未出現(xiàn)任何問(wèn)題。

        圖1 垂直向上漫流

        圖2 橫向漫流

        表3 垂直向上漫流評(píng)定的拉伸試驗(yàn)結(jié)果

        表4 橫向漫流評(píng)定的拉力試驗(yàn)結(jié)果

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