岳亞釗

（河鋼股份有限公司承德分公司、河北省釩鈦工程技術(shù)研究中心，河北 承德 067002）

紫銅是重要的一種導(dǎo)電金屬材料，在工業(yè)及電子加工等領(lǐng)域具有很大用途。紫銅電極板的焊接工藝，是一種有別于傳統(tǒng)焊接方法的技術(shù)，這種技術(shù)具有不可替代的優(yōu)越性。但是，紫銅焊接對(duì)技術(shù)要求相對(duì)比較高，因而，必須結(jié)合紫銅的自身特性與焊接要求來(lái)制定焊接方案，提高焊接質(zhì)量、效率，減少返工，降低資源浪費(fèi)，解決技術(shù)上所存在的種種問(wèn)題。為了確保焊接能更好的進(jìn)行下去，在焊接之前就必須做好充分準(zhǔn)備，即準(zhǔn)備各種焊接材料、輔助工具及做好試驗(yàn)；焊接過(guò)程中必須遵守焊接供需、原則，不可違規(guī)，正確的進(jìn)行焊接，提高焊接質(zhì)量與效率，節(jié)省更多時(shí)間和精力。現(xiàn)將紫銅焊接工藝的技術(shù)特點(diǎn)與操作方法等整理供相關(guān)技術(shù)人員參考。

1 紫銅基本特性

紫銅一般又被稱(chēng)為紅銅，即純銅的一種，這種金屬相比傳統(tǒng)碳鋼導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能更強(qiáng)外，其熔點(diǎn)為1083℃，可塑性強(qiáng)，也可采用冷壓力方式進(jìn)行加工，可以大量的應(yīng)用于電線、電刷等對(duì)導(dǎo)電性要求較高的產(chǎn)品當(dāng)中，諸如：紫銅目前可以應(yīng)用到導(dǎo)電設(shè)備、器械制造當(dāng)中，這主要得益于紫銅良好的穩(wěn)定性才使之被廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)制造當(dāng)中。紫銅由于含有一定的氧又被稱(chēng)為含氧銅。目前，紫銅焊接方式主要選擇以鎢極氬弧焊為主，在焊接之前就要對(duì)紫銅進(jìn)行加熱，之所以要進(jìn)行加熱主要為了更好的進(jìn)行焊接，提高焊接質(zhì)量與焊縫區(qū)美觀性。

2 紫銅焊接性分析

紫銅相比其他金屬冷卻速度更快，熱脹性更強(qiáng)，因而，技術(shù)人員若采用鋼和紫銅組成的異種焊接接頭，在焊接的過(guò)程中比較容易引起焊縫滲透性裂縫出現(xiàn)，尤其是在低合金鋼部位，進(jìn)行焊接更容易引起滲透性裂縫出現(xiàn)，繼而影響到焊接質(zhì)量，破壞焊縫美觀性，導(dǎo)致返工的問(wèn)題出現(xiàn)。

焊縫區(qū)域出現(xiàn)裂縫除了受到焊接技術(shù)、加熱等因素影響之外，同時(shí)也受到其他的化學(xué)物質(zhì)的影響，其中，母材料含鐵量降低時(shí)就會(huì)導(dǎo)致焊縫出現(xiàn)裂紋，影響焊接質(zhì)量，特別注意的是焊縫金屬的結(jié)晶特點(diǎn)與紫銅焊接基本上都是一致的，不會(huì)存在較大差別，而當(dāng)母材料的含鐵量增高時(shí)便能提高焊接質(zhì)量，可減少焊接裂縫出現(xiàn)，諸如：當(dāng)母材料中的含鐵量增高至百分之十以上，便能提高抗裂縫的性能，因此，便可防止裂縫出現(xiàn)。接近縫區(qū)域的裂縫出現(xiàn)，主要還是由于金屬材料之間的共同作用所導(dǎo)致的，這種情況主要出現(xiàn)在高溫焊接過(guò)程中，由此就比較容易導(dǎo)致焊接質(zhì)量不高問(wèn)題出現(xiàn)，即組織越大焊縫裂紋就會(huì)變得更大，若能控制進(jìn)縫滲透裂紋組織愈范圍便能減少裂縫出現(xiàn)。

3 紫銅焊接方法

盡板紫銅焊接有很多，不同的方法都有不同的優(yōu)點(diǎn)，諸如：埋弧焊和手弧焊等，然而，在選擇焊接方法時(shí)我們更傾向于選擇鎢極氬弧焊技術(shù)。采用這種焊接方法不但更靈活，同時(shí)焊接效果也更佳，能滿足高要求的焊接需求，可以減少母材料出現(xiàn)裂紋或氣泡的情況出現(xiàn)。再者，當(dāng)我們采用這種技術(shù)進(jìn)行焊接時(shí)，還能提高焊接質(zhì)量及焊縫美觀性。另外，采用這種方式進(jìn)行焊接還能減少焊接殘?jiān)w濺，提高焊接穩(wěn)定性。采用鎢極氬弧焊來(lái)焊接母材料，還可以控制焊縫區(qū)的含鐵量，將含鐵量控制在百分之十至百分之四十三左右，而在使用這種焊接方式進(jìn)行焊接時(shí)一般是采用直流正接，采用這種連接方式可以降低電極被燒毀的情況出現(xiàn)。同時(shí)還能充分地確保電弧穩(wěn)定性，使焊縫區(qū)的熔深更深，從而能更好的連接母材料。

4 焊接技術(shù)試驗(yàn)與工藝評(píng)價(jià)

4.1 焊前試驗(yàn)

（1）焊接之前，需要進(jìn)行一次焊接試驗(yàn)，可采用以鎢極氬弧焊進(jìn)行焊接試驗(yàn)，可幫助技術(shù)人員收集更多數(shù)據(jù)，這為后續(xù)更好開(kāi)展實(shí)驗(yàn)提供更多技術(shù)參考，為后續(xù)更好開(kāi)展研究工作打好基礎(chǔ)[1]。開(kāi)展試驗(yàn)的主要內(nèi)容是對(duì)焊接部門(mén)的測(cè)試、焊縫技術(shù)應(yīng)用、電弧位置與角度差異等。除此之外，也需要對(duì)水平固定位置進(jìn)行檢測(cè)，以幫助我們了解焊接效果，了解焊接的應(yīng)用價(jià)值。從根本上來(lái)說(shuō)，開(kāi)展這一方面的焊接試驗(yàn)具有較大意義，從根本上來(lái)說(shuō)，做好焊接前的試驗(yàn)對(duì)后續(xù)各項(xiàng)焊接工作開(kāi)展，能提供更多參考，更好的進(jìn)行焊接。

（2）需要對(duì)紫銅延伸部位進(jìn)行長(zhǎng)度的測(cè)試，開(kāi)展這一方面測(cè)試，可幫助我們確定換熱板位置、長(zhǎng)度，最終就是為了確保焊縫部門(mén)中的Fe能保持在合理數(shù)值范圍內(nèi)，如該數(shù)值超標(biāo)便會(huì)對(duì)產(chǎn)品的美觀性，影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，再者就是，注重焊接部位的美觀性。當(dāng)二者都滿足試驗(yàn)方面要求便可進(jìn)入到下個(gè)階段焊接。

（3）選換紫銅長(zhǎng)度，在試驗(yàn)之前必須做好紫銅長(zhǎng)度試驗(yàn)，一般紫銅延長(zhǎng)長(zhǎng)度為兩至三厘米左右，此時(shí)進(jìn)行焊接更符合試驗(yàn)要求，而焊接之后的效果也顯得更加美觀，顏色上更貼近紫銅顏色。焊縫中的主要成分為Cu，而Fe含量一般不會(huì)低于百分之十，這也使得焊縫更具有抗熱能力，可避免因熱量過(guò)大而引起裂紋出現(xiàn)，避免影響焊縫質(zhì)量，確保焊縫區(qū)美觀性不受影響。

（4）確定焊接電弧位置，在試驗(yàn)的過(guò)程中確定好焊接電弧位置，可以有效的避免焊縫出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象，可以減少這一方面對(duì)焊縫部位的影響。在焊接的過(guò)程中盡量的不要做橫向擺動(dòng)操作，這可減少焊縫中的Fe含量，因而，可提高試驗(yàn)質(zhì)量與效果，經(jīng)過(guò)焊接之后所獲得效果也更加令人滿意[2]。這對(duì)后續(xù)進(jìn)行焊接提供更多參考，同時(shí)還能解決焊縫問(wèn)題。因而，采取這種焊接技術(shù)來(lái)進(jìn)行焊接是可行的。

（5）焊接電流，從上述可知，紫銅導(dǎo)熱系數(shù)一般都是比較高的，因而焊接散熱比較快，因而，選擇焊接電流相比焊接其他的金屬材料要大很多。因而，在焊接的時(shí)候可以適當(dāng)?shù)募哟箅娏?，從而確保整個(gè)焊接能高效進(jìn)行下去，尤其是避免燒毀焊接頭等[3]。

（6）焊接速度，焊接紫銅時(shí)候，速度不宜過(guò)快，因?yàn)樽香~導(dǎo)熱性較高，因而需要焊接適中速度即可，而采取這樣的焊接方式還能防止金屬材料散熱過(guò)快的情況出現(xiàn)，也可以避免因焊接太久而引起金屬材料過(guò)熱的情況出現(xiàn)[4]。

（7）焊接極限，為了確保整個(gè)焊接過(guò)程中能更好的進(jìn)行下去，避免電機(jī)燒壞的情況發(fā)生，可采用直流正接方式接入電流，這樣便可以充分的保證電弧熔深，使電弧穩(wěn)定性變得更高，使技術(shù)人員能更好的開(kāi)展焊接工作，滿足焊接要求[5]。

經(jīng)過(guò)工藝試驗(yàn)之后，可得出此次焊接均達(dá)到預(yù)期要求，滿足焊接所有需要，因而很適合進(jìn)行焊接[6]。

4.2 焊接輔助設(shè)備選擇

從上可知，紫銅電極板的導(dǎo)熱性高而熱容量大，因而，在焊接的過(guò)程中就需用兩把焊炬對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱和加溫，這樣便能確保整個(gè)焊接工作更好的開(kāi)展下去，解決冷縮性等問(wèn)題，如：紫銅散熱較快，若不做好預(yù)熱、加溫，那么就很難保障焊接工作開(kāi)展下去，也比較容易導(dǎo)致因散熱快等而引起裂縫區(qū)出現(xiàn)。

（1）在焊接的過(guò)程中，應(yīng)首先對(duì)焊縫區(qū)進(jìn)行打磨，使焊縫區(qū)更容易被焊接；使焊接后焊縫區(qū)變得更加牢固，更穩(wěn)定。

（2）板束水平方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，將不同的板頭進(jìn)行兩圈半焊接，以確保板頭焊接部門(mén)焊縫更均勻。

（3）按照相應(yīng)的焊接工藝來(lái)進(jìn)行焊接，確定焊接速度和焊接時(shí)間、電流量。

（4）將電極板根據(jù)相關(guān)要求分為不同區(qū)域，然后在按照順序來(lái)焊接不同的板頭，兩個(gè)扇形區(qū)域的板頭可采用間接方式來(lái)進(jìn)行焊接，采取這種方式來(lái)進(jìn)行焊接時(shí)，可以避免焊頭出現(xiàn)變形，同時(shí)還可以有效的防止板頭出現(xiàn)裂縫而引起裂紋的出現(xiàn)，提高焊接質(zhì)量。

5 焊縫水壓試驗(yàn)與抗拉試驗(yàn)

在進(jìn)行焊接前應(yīng)做好兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，這兩項(xiàng)試驗(yàn)為：焊縫水壓試驗(yàn)、抗拉試驗(yàn)。只有經(jīng)過(guò)兩項(xiàng)試驗(yàn)，才能得出具體的焊接效果，才能獲得第一手資料。前者在主要進(jìn)行5MPay試驗(yàn)，在試驗(yàn)的過(guò)程中如果能夠保證在0.5h無(wú)泄漏出現(xiàn)，即為試驗(yàn)合格，如果出現(xiàn)泄漏，便視為不合格；后者主要進(jìn)行一次抗拉試驗(yàn)，主要分析母材料的抗拉試驗(yàn)，在試驗(yàn)之后如果出現(xiàn)十分明顯的變形現(xiàn)象即視為不及格，需要重新選擇材料，繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。做好這兩項(xiàng)試驗(yàn)，加強(qiáng)材料的選擇，那么才能保證后續(xù)焊接不出現(xiàn)問(wèn)題，確保焊接過(guò)程中焊縫區(qū)不會(huì)出現(xiàn)裂縫，不會(huì)因焊接冷卻而出現(xiàn)變形。因而，做好這兩項(xiàng)試驗(yàn)是十分有必要的，同時(shí)也是必不可少的。

6 產(chǎn)品試驗(yàn)

進(jìn)行產(chǎn)品試驗(yàn)，是為了了解在理想狀態(tài)下的焊接情況，了解有無(wú)焊接問(wèn)題；有無(wú)焊縫區(qū)裂縫出現(xiàn)；有無(wú)影響到焊縫區(qū)；有無(wú)氣泡的出現(xiàn)；有無(wú)焊接缺陷。這為后續(xù)進(jìn)行焊接提供了更多的保障，為技術(shù)人員提供更多的數(shù)據(jù)。當(dāng)技術(shù)人員完成焊接工序之后，便需要對(duì)焊縫區(qū)進(jìn)行檢查，如：檢查焊縫區(qū)有無(wú)焊縫缺陷出現(xiàn)。做好產(chǎn)品試驗(yàn)，能確保焊接工作更好的開(kāi)展下去，解決焊接問(wèn)題。當(dāng)然，做好焊縫水壓試驗(yàn)與抗拉試驗(yàn)同樣也是非常重要的。

7 焊后處理

焊接之后，技術(shù)人員就要對(duì)焊接情況作評(píng)價(jià)，分析具體的焊接效果，了解有無(wú)焊接缺陷、問(wèn)題的存在，若無(wú)問(wèn)題則可以交付使用。若有問(wèn)題，就應(yīng)該及時(shí)的做好產(chǎn)品的分析，檢查到底是哪一個(gè)步驟出現(xiàn)問(wèn)題，做好記錄。除此之外，還需要對(duì)材料做后期處理工作，如：使用錘子錘擊焊接頭以消除焊接后所產(chǎn)生的應(yīng)力，還能減少焊接后的裂紋出現(xiàn)，可以有效的改善焊縫性能，對(duì)提高焊接質(zhì)量都有很多益處。

8 總結(jié)

采用上述工藝焊接紫銅電極板，可以提高焊接質(zhì)量、效果，同時(shí)還能降低因焊接技術(shù)與處理工藝不當(dāng)而引起質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生，在某種程度上又保障焊縫美觀性。這其實(shí)也完全的表明，這一種焊接技術(shù)是具有較高的優(yōu)越性的，是一項(xiàng)成功的技術(shù)，也是一項(xiàng)十分成熟的技術(shù)，另外，這也直接證明了，紫銅的焊接在沒(méi)有其它更好的焊接工藝可替代時(shí)候，我們采用氣焊加熱以及焊條電弧焊的技術(shù)進(jìn)行焊接是完全可行的，因而，從上述種種分析來(lái)看可見(jiàn)，此技術(shù)很具有推廣價(jià)值，需要技術(shù)人員不斷提升自身的焊接技能，確保其最大限度發(fā)揮作用。