气体火焰钎焊作业指导书

气体火焰钎焊作业指导书拟制:日期:审核:日期:审核:日期:批准:日期:xxxx版权全部侵权必究修订记录日期日期本修改描述作者名目HYPERLINK\l“_TOC_250006“一、前言 4HYPERLINK\l“_TOC_250005“二钎焊原理 5HYPERLINK\l“_TOC_250004“三焊接设备 6HYPERLINK\l“_TOC_250003“四气体火焰钎焊操作技术 7HYPERLINK\l“_TOC_250002“五常见钎焊缺陷及处理对策 8HYPERLINK\l“_TOC_250001“六补焊的技术要求 9HYPERLINK\l“_TOC_250000“七安全技术 10一、前言钎焊是三大焊接方法〔熔焊、压焊、钎焊〕的一种。钎焊是承受比焊件金属熔点低的金属钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料、低于焊件熔化温度，利用液态钎料润湿焊件金属，填充接头间隙并与母材金属相互集中实现连接焊件的一种方法。钎焊与熔焊相比，有以下优点：钎焊时焊件不熔化。在大多数状况下，钎焊温度比焊件金属熔点低得多，因此，钎焊后工件组织和机械性能变化小，应力及变形小。可以钎焊任意组合的金属材料，可以钎焊金属与非金属。可以一次完成多个零件的钎焊或套叠式、多层式构造焊件的钎焊。d)可以钎焊极细极薄的零件，也可以钎焊厚薄及粗细差异很大的零件。e)可以将某些材料的钎焊接头拆开，重复进展钎焊。钎焊的缺乏之处是：a)钎焊接头的比强度较熔焊低，因此常用搭接接头型式来提高承载力量。b)钎焊工件连接外表的清理工件和工件装配质量要求都很高。钎焊，按所用的热源不同，可分为：火焰钎焊、感应钎焊、烙铁钎焊、电阻钎焊及炉中钎焊等。空调制冷系统中钎焊承受火焰钎焊的方法，其通用性大、工艺过程较为简洁，但火焰钎焊手工操作，加热温度和时间难以把握，因此要求操作人员具备娴熟的操作技巧。本手册主要介绍空调制冷系统生产、安装有关火焰钎焊方面内容。二、钎焊原理钎焊是利用液态钎料填满钎焊金属结合面的间隙面形成结实接头的焊接方法，其工艺过程必需具备两个根本条件:液态钎料能润湿钎焊金属并能致密的填满全部间隙；液态钎料与钎焊金属进展必要的物理、化学反响到达良好的金属间结合。1、液态钎料的填缝原理钎焊时，液态钎料是靠毛细作用在钎缝间流淌的，这种液态钎料对母材金属的浸润和附着的力量称之为润湿性。液态钎料对钎焊金属的润湿性越好，则毛细作用越强，因此填缝会更充分。影响钎料润湿性的因素有以下方面：钎料和焊件金属成分影响假设钎料和钎焊金属在液态不互溶和固态不互溶，也不形成化合物，则它们之间的润湿性很差；假设能液态互溶、固态互溶或形成化合物，则它们之间的润湿性很好。钎焊温度的影响温度的上升，可明显地改善润湿性。但温度过高，润湿性太好，会造成钎料流失，还会因过火而产生熔蚀现象。因此，在钎焊过程中，选择适宜的钎焊温度是很重要的。焊件金属外表清洁度金属外表的氧化物及油污等杂质会阻碍钎料与焊件金属的接触，使液态钎料聚成球状而很难铺展，因此，钎焊时必需保证焊件金属接头处外表清洁。焊件金属外表粗糙度2、钎料与焊件金属的相互作用钎焊金属向钎料的溶解从宏观上看，钎焊过程中钎焊金属不熔化，但是从微观上看，在液态钎料和固态钎焊金属之间发生钎焊金属向钎料中溶解和钎料向钎焊金属集中的相互集中反响。钎焊金属在钎焊过程中向钎料的溶解，实为钎焊金属外表的微区熔化。钎焊金属向钎料的溶解将导致如下后果：a〕转变钎料原来的成分，使钎料合金化，一般来说，可以提高钎缝的强度；b〕钎焊金属溶解过多会使钎料熔点的粘度上升，使填缝力量下降；c〕过度的溶解使外表消灭溶蚀的缺陷，严峻时消灭溶穿。影响钎焊金属向钎料溶解的因素有：钎料的钎焊金属成分的影响：但凡钎料在钎焊金属上有好的润湿性，能顺当进展钎焊的状况下，钎焊金属在液态钎料中都会发生肯定程度的溶解。温度的影响：钎焊温度愈高，则溶解量愈大，溶解速度也愈快。为了防止钎焊金属溶解过多，钎焊温度不宜过高。保温时间的影响：钎焊金属在液态钎料中的集中速度较快，保温时间长，溶解量大，到达饱和状态后，保温时间增长，溶解量不再增多。但钎缝圆角处聚拢钎料较多，保温时间增长，就使溶解量明显增多，所以钎缝圆角是最简洁产生溶蚀的部位。钎料组分向钎焊金属的集中液态钎料填满钎焊金属间隙时，钎焊组分由于与钎焊金属组分的差异或浓度的差异。必定发生钎料组分向钎焊金属集中的过程。集中量大小主要与浓度梯度、集中系数、温度和保温时间等因素有关。钎焊接头成分和组织由于钎料和钎焊金属之间的冶金反响，使钎焊接头〔钎缝〕具有化学成分和组织不均匀的特点。钎焊接头可粗略地划分为集中区、界面区和中心区三个局部。纤缝中心区：主要由钎料组成，也有钎焊金属的溶解。b〕界面区：由钎焊金属向钎料溶解而形成的，成分的组织比较简单。c〕集中区：主要由钎焊金属组成，也有从钎料集中来的元素。3、铜管温度与钎料的关系1640~810710~7931080℃熔化。2)铜管的色温标准：550℃暗褐色；700~800℃红色；900℃橙色；1000℃黄色。三、焊接设备焊接设备包括焊枪，供气管，氧气，乙炔气或石油液化气，气体调整器，焊接夹具等：焊枪构造如下：两个阀门：右阀掌握氧气调整；左阀掌握燃气调整。b)手柄：用于把握焊枪，由管路将气由阀门送到枪头。c)气体混合器：以涡动的方式混合两种气体，并把混合气体送到喷嘴。d)喷嘴：将混合气体送到枪头。e)枪头：掌握并放出混合气体以燃烧。四、气体火焰钎焊操作技术所谓气体火焰钎焊是利用可燃气体与氧气混合燃烧的火焰进展加热的一种钎焊方法。一般状况下，气体火焰钎焊的操作流程如以下图所示。完毕完毕焊前清理NO特别处理OK检验NOOK焊接检验管件安装NO检验OK焊后处理充氮保护、冷却作业保温火焰调整参加钎料钎剂加热1、焊前清理焊前要去除焊件外表及接合处的油污、氧化物、毛刺及其杂物，保证铜管端部及接合面的清洁与枯燥，另外还需要保证钎料的清洁与枯燥。焊件外表的油污可用丙酮、酒精、汽油或三氯已烯等有机溶液清洗，此外热的碱熔液除油污也可以得到很好的效果，对于小型简单或大批零件可用超声波清洗。外表氧化物及毛刺可用化学浸湿方法，然后在水中冲洗干净并加以枯燥。对于铜管，必需用去毛刺机去除两端面毛刺，然后用压缩空气〔压力P=0.6MPa〕对铜管进展吹扫，吹干净铜屑。2、清洁度检验一般的焊件在焊前已有特地的清洁工序〔如酸洗件外表留有油污或水份，因此在接头装配和焊接前仍需要以目视和触摸的方式检验焊件外表的清洁度和干燥度，假设觉察焊件不干净、潮湿或被氧化，应挑出来重处理方可焊接。另外，焊料被污染应放弃使用或清洗后再使用。3、接头安装T型接、卷边拉及套接等方式，制冷系统所承受的均为套接方式，不得承受其它接头方式。钎焊间隙钎焊接头的安装须保证适宜均匀的钎缝间隙，针对所使用的铜磷钎料，要求钎缝间隙〔单边〕在0.05mm~0.10mm间隙过大会破坏毛细作用而影响钎料在钎缝中的均匀铺展，也会在受压或振动下引起焊缝裂开和消灭半堵或堵现象；间隙过小会防碍液态钎料的流入，使钎料不能布满整个钎缝使接头强度下降；钎缝间隙不均匀会阻碍液态钎料在钎缝中的均匀铺展，从而影响钎焊质量。套接长度对于套接形式的钎焊接头，选择适宜的套接长度是相当重要的。一般铜管的套接长度在5mm-15m〔0.6mm直径大于8mm10mm-15mm。假设套接收长度过短易使接头强度〔主要指疲乏特性和低温性能〕不够，更重要的是易消灭焊堵现象。4、安装检验接头安装完毕后，应检验钎焊接头是否的变形、破损及套接长度是否适宜，如下图不良接头应力求避开，假设消灭不良接头应撤除重安装前方可焊接。这里是以铜管的套接为例来说明接头安装检验，铜管与法兰的套接与此一样。5、充氮保护接头安装经检查正常后开启充氮阀进展充氮保护，以防止铜管内壁受热而被空气氧化，焊前的充氮时间要求应依据具体工序的作业指导书要求，为保证焊前和焊接后有充分的氮气保护，对充氮要求如下表所示。3-5秒就需快速焊接。管径氮气流量〔焊接中〕焊后保持时间氮气压力(mm)(L/min)(S)(MPa)＜10≥4≥3预充式(短时置换) 边充边焊(连续置换)≥10≥6≥60.05~0.2 0.05~0.16、冷却作业冷却方法的分类a)浸入式冷却将需要冷却的部品完全浸没在水中进展钎焊的作业方法。喷淋式冷却向需要冷却的部品连续地淋水进展钎焊的作业方法。湿布式冷却用含水的湿布包裹需要冷却的部品进展钎焊的作业方法。非接触式冷却通过连续水流冷却工装外壁，来冷却部品进展钎焊的作业方法。冷却方法的选择原则确保冷却部品充分冷却，在钎焊的过程中，部品的非耐热部份最高温度不超过120℃;便于操作，不影响钎焊质量和工作效率。再冷却为了防止钎焊余热使非耐热部品的温度上升，钎焊完成后，必需将钎焊部品浸入水中或淋水进展冷却，使温度降至室温。7、调整火焰焊接气体的组成焊接气体由助燃气体〔氧气〕和可燃气体〔液化石油气---LPG〕两局部组成，LPG的主要成分是丙烷〔C3H、丁烷〔C4H1〕及肯定量的丙烯〔C3H〕和丁烷〔C4H〕等碳氢化合物。此外为了增加液态钎料润温性及防止铜管外表被氧化，在O2-LPG混合气体中参加了气体助焊剂〔其主要成分为硼酸三甲酯，要求含量为55-65，三种气体混合物燃烧温度可达2400摄氏度。火焰的分类O-LPGLPG〔亦2叫碳化焰，三种火焰。如下图。当OLPG3.53.53.52火焰调整方法首先翻开LPG气阀，点火后调整氧气阀调出明显的碳化焰后再缓慢调大氧气阀直到白色外焰距蓝色2~4mm，此时外焰轮廓已模糊，即内焰与焰心将重合，此时的火焰为中性焰，再调大氧气则变为氧化焰，氧化焰的焰心呈白色，其长度随氧气量增大而变短。焊接铜管时应使用中性焰，尽量避开用氧化焰和碳化焰，气体助焊剂流量大小则需调到外焰呈亮绿色,另外也可依据焊后铜管的颜色来调整气体助焊剂,当焊后铜管有变黑的倾向时,则应调大气体助焊剂的流量,直到焊后铜管呈紫色为止。焊接时，氧气与LPG的压力选择如下表：焊接材料焊接材料钎料钎剂供气压力(MPa)LPGO2紫铜—紫铜紫铜—黄铜黄铜—黄铜紫铜—不锈钢铜磷钎料/2-5%银铜磷钎料(HL205)25%硼砂+75%硼酸0.05-0.090.4-0.820-40%含镉银焊条〔HAG-20BCd〕>95%硼酸钾+<5%碳酸钾8、焊炬及焊嘴选择使用通用焊炬进展钎焊时，最好使用多孔喷嘴〔通常叫梅花嘴当，有利于保证均匀加热。焊炬及焊嘴的选择见下表：焊炬的选择铜管直径〔mm〕铜管直径〔mm〕焊炬型号≤12.7H01-612.7~19.05H01-12≥19.05H01-02焊嘴的选择铜管直径〔mm〕铜管直径〔mm〕单孔嘴型梅花嘴型≥16号号12.7~9.53号号9.53~6.35号号/以上两表是选择焊炬和焊嘴的一般原则，在实际选择中，还应考虑铜管的壁厚。也就是说，必需依据铜管的直径和壁厚，综合选择焊炬和焊嘴。9、加热针对现有的状况，焊接有三种位置：竖直焊、水平焊、倒立焊。如以下图所示：三种施焊方式，加热方法如以下图所示，管径大且管壁厚时，加热应近些。为保证接头均匀加热，焊接时使火焰沿铜管长度方向移动，保证杯形口和四周10mm范围内均匀受热，但倒立焊时，下端不宜加热过多，假设下端铜管温度太高，则会因重力和铺展作用使液态钎料向下流失。留意事项：a〕管径较大时应选用大号的焊嘴，反之则用小号的焊嘴；b〕毛细管焊接时应尽可能避开直接对毛细管加热；c〕管壁厚度不同时应着重对厚壁加热；d〕螺纹管钎焊时，加热和保温时间比光铜管的时间要短些，以防钎料流失；e〕先加热插入接头中的铜管，使热量传导至接头内部。10、参加钎料、钎剂钎料参加方法当铜管和杯形口被加热到呈暗红色时，需从火焰的另一侧参加钎料，假设钎焊黄铜和紫铜，则需先加热钎料，焊前涂覆钎剂前方可焊接。钎料从火焰的另一侧参加，有三方面的考虑，其一：防止钎料直承受火焰加热而因温度过高使钎料中的磷被蒸发掉，影响焊接质量；其二：可检测接头局部是否均匀到达焊接温度；其三：钎料从低温侧向高温润湿铺展，低温处钎料填缝速度慢，所以让钎料在低温处先熔化、先填缝，而高温侧填缝时间要短些，这样可使钎料不致于在低温处填缝不充分而高温侧填缝过度而流失，也就是使钎料能均匀填缝。焊接时，可能消灭焊料成球状滚落到接合处而不附着于工件外表的现象，可能的缘由是：被焊金属未到达焊接温度而焊料已熔化或被焊金属不清洁。钎料的用量以磷铜钎料〔φ2×500mm〕为例，在合理的间隙条件下，通过实际测量，与铜管直径相对应的钎料用量标准如下表：铜管直径〔mm〕消耗重量〔g〕消耗长度〔mm〕φ6.350.3510φ9.530.3611φ12.70.5715φ15.881.1233φ19.051.5544φ221.9244.6φ25.42.9783φ283.91110φ31.754.6713011、加热保持当观看到钎料熔化后，应将火焰稍稍离开工件，焊嘴离焊件40-60mm范围，等钎料填满间隙后，焊炬渐渐移开接头，连续参加少量钎料后再移开焊炬和钎料。12、焊后处理焊后应去除焊件外表的杂物，特别是黄铜与紫铜焊接后应用清水清洗或砂纸打磨焊件外表，以防止外表被腐蚀而产生铜绿，自动焊接时应在气体助焊剂的气氛中冷却，防止高温的铜管在冷却过程中被氧化。留意事项：a〕目视检查钎焊部位，不应有气孔、夹渣、未焊透、搭接未溶合等；b〕去除外表的焊剂和氧化膜；c〕用水冷却的部件，必需用气枪吹干水份；d〕按规定定置摆放全部部件，避开碰伤、损坏。13、焊后检验对钎焊接的质量要求如下：a〕焊缝接头外表光亮,填角均匀,光滑圆弧过度。b〕接头无过烧、外表严峻氧化、焊缝粗糙、焊蚀等缺陷。c〕焊缝无气孔、夹渣、裂纹、焊瘤、管口堵塞等现象。d〕部件焊接成整机后，进展气密试验时，焊缝处不准有制冷剂泄漏。关于焊后泄漏检验，一般有三种方法；压力检漏0.5MPa以上的N210有无气泡产生，假设有气泡产生则判为泄漏，需补焊或重焊。此方法检验精度较低。卤素检漏2g/〔探针离工件应保持在1~2mm以内，移动速度为20~50mm/，假设制冷剂泄漏速度大于2g警。此方法较压力检漏精度高，但受人为因素影响较大。真空箱氦质谱检漏向热交换器中充入肯定压力的氦气，然后将其放入真空箱，并对真空箱抽真空至20Pa，此时通过探测仪检验真空箱中是否有热交换器泄漏出的氦气。此方法比卤素检验更高，但它仅能检验热交换器是否有泄漏，而不能检查出具体的泄漏位置。钎焊后应马上检查焊缝是否饱满、圆滑、填缝是否充分、是否有氧化、焊蚀、气孔、夹渣、漏气及焊堵塞等现象，假设检查觉察有特别，则依“常见钎焊缺陷及处理对策”进展特别处理。五、常见钎焊缺陷及处理对策缺陷 特征 产生缘由 处理措施 预防措施钎焊未填满钎缝成形不良

间隙过大或过小；装配时铜管歪斜；接头间隙局部未填满3)焊件外表不清洁；焊件加热不够；钎料参加不够。钎料只在一面填缝，1)焊件加热不均匀；2)保温时间过长；面粗糙 3)焊件外表不清洁。1)焊件清理不干净；

对未填满局部重焊补焊

装配间隙要适宜；装配时铜管不能歪斜；焊前清理焊件；均匀加热到足够温度；参加足够钎料。均匀加热焊件接头区域；钎焊保温时间适当；焊前焊件清理干净。焊前清理焊件；钎缝外表或内部有气气孔 2)钎缝金属过热；孔3)焊件潮湿。1)焊件清理不干净；

去除钎缝后重2)降低钎焊温度；焊 3)缩短保温时间；4)焊前烘干焊件。焊前清理焊件；夹渣 钎缝中有杂质

加热不均匀；间隙不适宜；钎料杂质量过高。

去除钎缝后重焊

均匀加热；适宜的间隙。外表侵蚀

钎缝外表有凹坑或烧1)钎料过多；缺 2)钎缝保温时间过长。

机械磨平；

适当钎焊温度；适当保温时间。焊堵 铜管或毛细管全部或1)钎料参加太多； 拆开去除堵塞1)参加适当钎料；局部堵塞； 2)保温时间过长；套接长度太短；间隙过大。1)使用氧化焰加热；

物后重焊 2)适当保温时间；3)适当的套接长度。使用中性焰加热；焊件外表或内部被氧2)未用雾化助焊剂；氧化化成黑色 3)内部未充氮保护或充氮不够。钎料参加太多；钎料流到不需钎料的

打磨除去氧化物并烘干外表的钎料应

使用雾化助焊剂；内部充氮保护。1)参加适量钎料；钎料 2)直接加热钎料；焊件外表或滴落3)加热方法不正确。加热不均匀；焊缝过热而使磷被蒸发；泄漏 工件中消灭泄漏现象3)焊接火焰不正确造成结碳或被氧化；4)气孔或夹渣。内、外外表氧化皮过1)钎焊温度过高〔过高使用

打磨掉拆开清理后重焊或补焊

不行直接加热钎料；正确加热。均匀加热，均匀参加钎料；选择正确火焰加热；焊前清理焊件；焊前烘干焊件。多，并有脱落现象；了氧化焰； 用高压氮气过烧 所焊接头外形粗糙不2)钎焊时间过长； 枯燥空气对铜光滑，发黑；严峻的3)已焊好的口又不断加热、 管内外吹外套管有裂管现象。填料。六、补焊的技术要求

掌握好加热时间；掌