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1、!#$% = : ? 公司提供的材料及外国专家的要求， 制冷系统需采用银钎焊。在紫铜 紫铜管的银钎焊过程中，通 过现场试验，都能达到满意的结果，但是，在设备接口时，有 ; 道焊口为紫铜管与黄铜法兰（相当于 A8!）钎焊，焊后，在 黄铜法兰的热影响区及附近出现裂纹，呈晶间破坏，从裂纹处 看有明显的氧化色。 由于这两种金属为异种材料的钎焊，其物理性能差异较 大，在银钎焊过程中产生的裂纹，将给产品质量造成严重的后 果，因此，找出钎焊裂纹产生的原因并采取有效的措施来控制 此裂纹，是钎焊中首先要解决的技术问题。 裂纹产生的因素 !0 2装配间隙对插套结构钎焊的影响 当异种铜钎焊时，由于膨胀系数不同，对结
2、构的装配间隙 提出了要求。 钎焊接头间隙的大小将直接影响到接头的毛细作用（即漫 流性），也是决定钎缝致密性和强度的重要因素；根据钎焊原 理，一般装配间隙以B60 2 为宜，故当时实际装配间隙 = C:66 G !:1E = C!60 8 D 280 9E = 26 D 8HD 2 F 60 1! ， 式中：! 为预留的装配间隙值； 为工件的直径； #2为紫铜 的线胀系数； #!为黄铜的线胀系数；!# 为预热温度值。 （ #!D #2）为正值时，预留的装配间隙值适当加大；（ # !D #2）为负值时，预留的装配间隙值适当减小；所以对于异种铜 而言，在插套结构钎焊时，必须有合理的装配膨胀间隙才行。
3、 !0 !异种铜钎焊受加热时间的影响 异种铜由于导热性不同（常温时，紫铜约是黄铜的 9 倍， 式二 辊 轧 机上 标 定 使 用， 轧 制 品 种包 括 8I(， J!1?， 2!KLI-/，9 钢，使用结果表明， 支二辊抗热疲劳性能良 好，没出现明显的热疲劳裂纹，耐磨性得到较大提高，平均轧 钢量为 8 :20 ; M N ，而国产新辊平均轧钢量为 1 O9 M N ， 堆焊二辊的使用寿命是新辊的 20 :! 倍，同时，平均使用周期 延长，平均每次磨损量减小，提高了轧机作业率，明显降低了 辊耗和成本。 #结论 C2E采用 KL7#7I-7/ 系合金作为二辊堆焊金属并适当提高 硬度是解决二辊热疲
4、劳和磨损问题的有效办法。 C!E 研制的 PQ226 烧结焊剂焊接工艺性能和冶金性能优 良，解决了与 KL7I-7/ 和 KL7#7I-7/ 系焊丝较好地匹配问题。 C1E堆焊修复的二辊使用寿命为新辊的 20 :! 倍，达到国内 领先水平。 C9E制定的二辊堆焊修复工艺合理、可行。 参考文献R S2THUX3，2O:6 2OC2E0 S!T张清 0 金属磨损和金属耐磨材料手册SIT0 北京：冶金工业出版 社，2OO2，:0 S1T张剑峰，周志芳 0 摩擦磨损与抗磨技术SIT0 天津R 天津科技翻译 出版社，2OO1，!2!0 S9T 合金钢 编写组 0 合金钢SIT0 北京： 机械工业出版社，
5、 2O:;， 2910 STI ?0 化学成分、热处理及化学热处理对热作模具钢热疲劳强度的 影响ST0 9M, (M$L(UM-(U% K-()L$VV -( A$UM *L$UM$(M - L+, _V$(7 ,5MM$(，2O;8 C2!E：8:278:80 S:T苏仲鸣 0 焊剂的性能与使用SIT0 北京：机械工业出版社，2O;O0 S;T王健安 0 金属学与热处理C下册E SIT0 北京：机械工业出版社， 2O;6，22:0 作者简介：许冷千C2O81E，男，西安交通大学焊接专业硕士毕业， 焊接高级工程师，现任鞍钢实业轧辊堆焊厂总工程师 0 从事焊接材料 的开发、应用研究 0 工艺与新
6、技术 紫 铜 与 黄 铜 插 套 接 头 钎 焊 及 裂 纹 防 止 措 施 文章编号：266!76!aC!66!E61766!76! 郑日水 （核工业二三建设公司 连云港项目部 技术部，江苏 连云港 !699） 摘要：制冷设备端口的黄铜法兰与制冷系统紫铜管的插套连接采用钎焊工艺，由于其物理性能存在较大差异，致使钎焊后在黄铜法 兰的钎焊接头热影响区及附近出现呈晶间破坏的裂纹，通过裂纹产生的性质，着重从接头的结构因素、异种铜的物理特性及加热时 间等因素进行了论述与分析。在钎焊工艺过程中，发现保证钎料的毛细漫流作用、作用时间以及如何避免裂纹的产生，保证良好的 钎焊质量C致密性及钎缝强度E的因素是装
7、配间隙、预热时间、钎料、钎剂选择、加热火焰等相互间的良好匹配，在技术上找到了防 止裂纹问题的关键所在，从根本上解决了裂纹问题。 关键词：紫铜与黄铜；氧乙炔工艺；银钎焊；裂纹；措施 中图分类号：*b99文献标识码：? ! 焊接技术第 #$ 卷第 # 期 !%! 年 月 是 二 元合金，在钎焊加热温度下，加热时间长，紫铜、黄铜没有相 变，会使焊接热影响区的晶粒粗大，在热应力作用下= 易导致 黄铜母材过热，产生裂纹。 另外，? 为基的固溶体= 性能较脆= 钎焊时= 因接头较大，加热时间较长= 钎焊的毛细作用时间更 充分，也导致钎料向黄铜晶间渗入更深，一旦停止加热，接头 将会迅速冷却导致黄铜热影响区晶
8、间应力过大，易出现裂纹。 !6 #母材的影响 从表 $ 可知，紫铜比黄铜的收缩率大+约 !6 倍.，当钎焊 加热时，由于异种铜的热胀系数差别过大，产生热应力较大， 又因该结构选择的装配间隙过小（图 $），使得应力无法释放 而作用于焊件的薄弱处，也易产生裂纹，所以，冷却时，导致 黄铜法兰侧应力较为集中，而易引发裂纹。 !6 7接头的结构因素+图 !. 对铜管的钎焊构件来说，接头较大，且在结构上，壁厚差 较大，钎焊后，迅速冷却，且冷却速率也不同，为防止裂纹， 要求冷却速率慢为佳，这对脆化相 是关键；另外，在环焊 缝接头结构中，紫铜收缩率大于黄铜，产生的拉应力作用于黄 铜侧，若 晶粒粗大、脆化，也易
9、引起裂纹。 图 钎焊接头结构图 #钎焊工艺与措施 #6 $焊接准备 焊前，用粗砂纸清理紫铜管及黄铜法兰内外侧各 !9 , 处的氧化膜，直到露出金属光泽，然后用丙酮擦洗干净。 #6 !氧乙炔火焰加热 用 :%$;$! 型焊炬，! 号焊嘴，选择中性火焰加热及钎 焊，火焰离工件 0 ( , 加热为宜。 #6 #钎料及钎剂 钎料：AB8!34+料 #%!.， !#6 % ,，其熔点较低= 漫流 性好，抗裂性也好。 钎剂：CD$%!。 #6 7钎焊过程 将紫铜管插入法兰内，可通过修磨法兰内径使装配间隙为 %6 ! 0 %6 # ,；开始钎焊时= 焊炬沿管子及法兰四周均匀加 热，并且上下摆动，使整个钎缝受
10、热均匀，达到桔红色（约 % 0 8% 1 ），此时，可用小木棒在焊件预热处划一下，木 棒端部被烧黑，划时感觉以表面发滑为宜，用钎料蘸一下钎剂 沿钎焊缝涂抹，钎剂熔化并开始填满间隙时，便可加入钎料。 焊炬继续加热套接部位，特别是法兰侧，但不能指向钎缝（图 #），使钎料均匀渗入，若发现钎料不足，不能形成饱满的圆 根时，可以再加热母材，火焰继续沿四周移动，使钎料均匀铺 开，直到整个钎缝形成饱满的圆根后，用外焰沿四周再烧 ! 遍，使夹杂物和钎缝中的气体浮出，而后火焰逐渐离开工件， 使焊件缓慢冷却。 +E.焊炬加热位置+F.钎焊方向 图 #焊接加热位置及方向示意图 #6 9工艺措施 #6 96 $钎焊加
11、热时间应力求最短，且加热均匀，以减少接头 处的氧化及防止过热裂纹的产生，因此，预热时，应采用两把 焊炬分别对紫铜管和黄铜法兰进行加热（图 #）。 #6 96 !钎焊时，应避免火焰直接加热钎料，以免造成虚焊或 钎料不粘结母材，而应加热工件，使钎料碰到母材后熔化润湿 和填满施焊结构的间隙，严禁火焰高温区对着已熔化的钎料和 钎剂，否则，会使钎料和钎剂过热，造成某些成分的挥发和氧 化，局部出现污斑点，而使接头性能破坏。 #6 96 #钎焊时，要待钎料凝固后，才可缓慢挪离焊炬，停止 加热= 使之缓慢冷却，以达到控制冷却速度，改善组织，减小 内应力的目的。 $结论 通过采取上述措施= 在大众汽车油漆车间二期扩建工程的 制冷管线施工中，钎焊后的焊缝及热影响区通过着色（GH） 检验，无裂纹I 整个管道系统进行气密性检查，无泄漏现象， 使裂纹得到有效控制，成功地解决了紫铜与黄铜的钎焊问题。 参考文献： J$K美国焊接协会 6 焊接手册+第二卷. JLK6 北京：机械工业出版社， $5(6 J!K张文钺 6 焊接冶金学JLK6 北京M 机械工业出版社，$55#6 作者简介：郑日水+$57 .，男，焊接高级工程师，技术管理室主 任，主要从事项目部全面性技术管理工作 6 图 !焊口加热膨胀示意图 工艺与新技术