CN115090979A - 一种厚壁铜管的钎焊方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种厚壁铜管的钎焊方法，涉及管道钎焊工艺技术领域，所述方法包括以下步骤：S1：将铜管的端口进行坡口加工；S2：将奥氏体不锈钢衬管的两端分别***到两个铜管需要对接的端口内，所述奥氏体不锈钢衬管的外径和所述铜管的内径尺寸相适配，所述奥氏体不锈钢衬管中部侧面环向设置有同轴的裙边；S3：在***奥氏体不锈钢衬管后，将两侧铜管相向靠拢，并无缝夹持于裙边；S4：在无缝夹持裙边后，通过钎焊焊接铜管坡口，直至填满整个对接管口，形成饱满焊缝，此时完成钎焊；所述坡口为V型坡口，单边角度为15°～22°。采用本方案，通过***奥氏体不锈钢衬管，并和两侧铜管无缝对接，能防止钎焊时的钎料流入到铜管内部，从而提高其焊接质量。
Description
技术领域
本发明涉及管道钎焊工艺技术领域，具体涉及一种厚壁铜管的钎焊方法。
背景技术
随着各类型试验装置的建设，对直流输电线路需求大，现有技术中，直流输电线路以大尺寸铜管作为输电线路，通常采用紫铜管T2，规格
长度500米，此类铜管钎焊工艺复杂、施工量大、作业时间长、成本高、质量要求非常严格。
现有技术中，在对此类厚壁铜管进行焊接时，通常是直接在其端口进行钎焊，其钎焊施工焊缝多，施工量答，此方式在焊接过程中，会导致焊料流入到铜管内，严重影响到铜管内部输电通道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种厚壁铜管的钎焊方法，采用本方案，通过***奥氏体不锈钢衬管，并和两侧铜管无缝对接，能防止钎焊时的钎料流入到铜管内部，从而提高其焊接质量。
本发明通过下述技术方案实现：
一种厚壁铜管的钎焊方法，所述方法包括以下步骤：
S1：将铜管的端口进行坡口加工；
S2：将奥氏体不锈钢衬管的两端分别***到两个铜管需要对接的端口内，所述奥氏体不锈钢衬管的外径和所述铜管的内径尺寸相适配，所述奥氏体不锈钢衬管中部侧面环向设置有同轴的裙边；
S3：在***奥氏体不锈钢衬管后，将两侧铜管相向靠拢，并无缝夹持于裙边；
S4：在无缝夹持裙边后，通过钎焊焊接铜管坡口，直至填满整个对接管口，形成饱满焊缝，此时完成钎焊。
相对于现有技术中，采用钎焊焊接铜管，其焊料易流入到铜管内，严重影响到铜管内部输电通道的问题，本方案提供了一种厚壁铜管的钎焊方法，采用本方案，通过***奥氏体不锈钢衬管，并和两侧铜管无缝对接，能防止钎焊时的钎料流入到铜管内部，从而提高其焊接质量；本方案中，由于奥氏体不锈钢衬管具有良好的延展性和可塑性，且热处理方式无法改变其力学性能，因此，本方案采用奥氏体不锈钢衬管能保证良好的封闭效果，且奥氏体管材还有一个非常重要的特点就是可焊性，可焊性是奥氏体管材能得到应用的一个非常重要的特性之一，奥氏体管材在焊接的时候，可以保证焊接时不易变形，焊接处保持牢固；具体步骤中，在钎焊之前，需采用车床或坡口机对铜管端口进行坡口加工，便于钎焊施工，在坡口加工完成后，选用尺寸适宜的奥氏体不锈钢衬管，并将奥氏体不锈钢衬管的两端分别***到两个需要对接的铜管中，其中，奥氏体不锈钢衬管的外径需和铜管的内径相适配，在奥氏体不锈钢衬管中部位置的外侧环向设有裙边，裙边和奥氏体不锈钢衬管同轴设置，在铜管连接处装配奥氏体不锈钢衬管固定，且在***固定时，两侧铜管应与内衬管裙边接触无间隙，对口不合要求时要设法修整，禁止强力对口现象，不得出现错口、折口现象，严格检查对口尺寸；在无缝夹持对接后，再通过钎焊工艺铜管坡口，直至填满整个对接管口，形成饱满焊缝，此时完成钎焊。
进一步优化，所述坡口为V型坡口，单边角度为15°～22°；通过选用单边角度为15°～22°，在能达到快速钎焊的同时，还需保证钎焊焊接的强度。
进一步优化，所述裙边外缘端部超出所述坡口钝边；为保证无缝对接，防止焊料留出，本方案中，裙边的外缘端部需略微超出坡口钝边，使整个钝边均处于无缝对接状态下。
进一步优化，所述奥氏体不锈钢衬管沿所述裙边径向对称；裙边设置于奥氏体不锈钢衬管的中心横截面上，并对称设置，使两侧铜管保持在同等无缝对接状态下。
进一步优化，在将铜管的端口进行坡口加工后，所述步骤S1还包括以下子步骤：需采用砂纸对铜管进行机械清理，并用丙酮清洗；本方案中，采用砂纸进行机械清理表面，露出金属光泽后，用丙酮清洗，将坡口及附近10～20mm处表面的脏污、油脂、水分和锈斑等清理干净。
进一步优化，所述钎焊采用多层多道钎焊法。
进一步优化，所述步骤S4还包括以下子步骤：在完成钎焊后，需待铜管冷却至300℃以下，方可移动铜管；如强制移动可能会降低焊缝强度甚至产生裂纹。
进一步优化，所述步骤S4还包括以下子步骤：在完成钎焊后，且铜管冷却至常温后，采用热水冲洗后，用焦硫酸钾溶液擦洗；以清除钎剂残渣及多余钎料。
进一步优化，所述铜管的焊缝宽度应为每边不大于坡口边缘2mm，且焊缝余高应小于等于3mm。
进一步优化，所述铜管的焊缝咬边深度不得大于0.5mm，咬边长度不得大于焊缝总长度的10％，且不大于30mm；单边焊缝根部内凹应小于或等于0.2倍板厚，且应小于0.5mm。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明提供了一种厚壁铜管的钎焊方法，采用本方案，通过***奥氏体不锈钢衬管，并和两侧铜管无缝对接，能防止钎焊时的钎料流入到铜管内部，从而提高其焊接质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
图1为本发明提供的奥氏体不锈钢衬管的结构示意图；
图2为本发明提供的奥氏体不锈钢衬管的俯视图；
图3为本发明提供的奥氏体不锈钢衬管的主视图；
图4为本发明提供的铜管对接奥氏体不锈钢衬管时的截面图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-铜管，2-奥氏体不锈钢衬管，21-裙边。
具体实施方式
在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1
如图1至图4所示，本实施例提供了一种厚壁铜管的钎焊方法，所述方法包括以下步骤：
S1：将铜管1的端口进行坡口加工；
S2：将奥氏体不锈钢衬管2的两端分别***到两个铜管1需要对接的端口内，所述奥氏体不锈钢衬管2的外径和所述铜管1的内径尺寸相适配，所述奥氏体不锈钢衬管2中部侧面环向设置有同轴的裙边21；
S3：在***奥氏体不锈钢衬管2后，将两侧铜管1相向靠拢，并无缝夹持于裙边21；
S4：在无缝夹持裙边21后，通过钎焊焊接铜管1坡口，直至填满整个对接管口，形成饱满焊缝，此时完成钎焊。
相对于现有技术中，采用钎焊焊接铜管1，其焊料易流入到铜管1内，严重影响到铜管1内部输电通道的问题，本方案提供了一种厚壁铜管1的钎焊方法，采用本方案，通过***奥氏体不锈钢衬管2，并和两侧铜管1无缝对接，能防止钎焊时的钎料流入到铜管1内部，从而提高其焊接质量；本方案中，由于奥氏体不锈钢衬管2具有良好的延展性和可塑性，且热处理方式无法改变其力学性能，因此，本方案采用奥氏体不锈钢衬管2能保证良好的封闭效果，且奥氏体管材还有一个非常重要的特点就是可焊性，可焊性是奥氏体管材能得到应用的一个非常重要的特性之一，奥氏体管材在焊接的时候，可以保证焊接时不易变形，焊接处保持牢固；具体步骤中，在钎焊之前，需采用车床或坡口机对铜管1端口进行坡口加工，便于钎焊施工，在坡口加工完成后，选用尺寸适宜的奥氏体不锈钢衬管2，并将奥氏体不锈钢衬管2的两端分别***到两个需要对接的铜管1中，其中，奥氏体不锈钢衬管2的外径需和铜管1的内径相适配，在奥氏体不锈钢衬管2中部位置的外侧环向设有裙边21，裙边21和奥氏体不锈钢衬管2同轴设置，在铜管1连接处装配奥氏体不锈钢衬管2固定，且在***固定时，两侧铜管1应与内衬管裙边21接触无间隙，对口不合要求时要设法修整，禁止强力对口现象，不得出现错口、折口现象，严格检查对口尺寸；在无缝夹持对接后，再通过钎焊工艺铜管1坡口，直至填满整个对接管口，形成饱满焊缝，此时完成钎焊。
本实施例中，所述坡口为V型坡口，单边角度为15°～22°；通过选用单边角度为15°～22°，在能达到快速钎焊的同时，还需保证钎焊焊接的强度。
本实施例中，所述裙边21外缘端部超出所述坡口钝边；为保证无缝对接，防止焊料留出，本方案中，裙边21的外缘端部需略微超出坡口钝边，使整个钝边均处于无缝对接状态下。
本实施例中，所述奥氏体不锈钢衬管2沿所述裙边21径向对称；裙边21设置于奥氏体不锈钢衬管2的中心横截面上，并对称设置，使两侧铜管1保持在同等无缝对接状态下。
本实施例中，在将铜管1的端口进行坡口加工后，所述步骤S1还包括以下子步骤：需采用砂纸对铜管1进行机械清理，并用丙酮清洗；本方案中，采用砂纸进行机械清理表面，露出金属光泽后，用丙酮清洗，将坡口及附近10～20mm处表面的脏污、油脂、水分和锈斑等清理干净。
本实施例中，所述钎焊采用多层多道钎焊法。
本实施例中，所述步骤S4还包括以下子步骤：在完成钎焊后，需待铜管1冷却至300℃以下，方可移动铜管1；如强制移动可能会降低焊缝强度甚至产生裂纹。
本实施例中，所述步骤S4还包括以下子步骤：在完成钎焊后，且铜管1冷却至常温后，采用热水冲洗后，用焦硫酸钾溶液擦洗；以清除钎剂残渣及多余钎料。
本实施例中，所述铜管1的焊缝宽度应为每边不大于坡口边缘2mm，且焊缝余高应小于等于3mm。
本实施例中，所述铜管1的焊缝咬边深度不得大于0.5mm，咬边长度不得大于焊缝总长度的10％，且不大于30mm；单边焊缝根部内凹应小于或等于0.2倍板厚，且应小于0.5mm。
实施例2
本实施例2在实施例1的基础上进一步优化，提供了一种具体的实施例方式。
在具体实施过程中，包括以下步骤：
1、准备工作
a、坡口加工：铜管1坡口采用车床或坡口机进行加工，单边角度15°～22°；如图4所示，优选为单边角度20°。
b、铜管1清理：采用砂纸进行机械清理表面，露出金属光泽后，用丙酮清洗，将坡口及附近10～20mm处表面的脏污、油脂、水分和锈斑等清理干净。
c、装配：铜管1连接处装入奥氏体不锈钢衬管2固定，两侧铜管1应与内衬管裙边21接触无间隙，对口不合要求时要设法修整，禁止强力对口现象，不得出现错口、折口现象，严格检查对口尺寸。
选用的铜管1为紫铜管1T2，规格
2、钎焊工艺
a、选用钎料及钎剂：
HL322是含银40％的无镉银基钎料，为银钎料中熔点较低的一种，它有良好的漫流性和填满间隙能力，钎缝表面光洁、接头强度高。我们选用规格
钎焊丝，焊前采用丙酮清洗。
QJ102银钎焊溶剂(粉状)是一种粉末状银钎焊熔剂，熔点约450℃，能有效清除金属的氧化物，促进钎料漫流。
c、钎焊实施
钎焊时采用碳化焰，氧气压力约0.5MPa、乙炔压力约0.5～0.8MPa，将火焰中层与铜管1接触，并将火焰来回运动使铜管1的温度均匀上升，铜管1颜色将呈现变化，由红色变为暗红色，铜管1温度约为750℃～850℃。钎料蘸上钎剂熔入坡口中，切勿用火焰直接加热钎料。
采用多层多道钎焊法，先对焊缝进行打底钎焊，钎焊时将蘸上钎剂的钎料放入坡口内，火焰加热钎料放入位置坡口边缘0～20mm范围铜管1，熔化钎料在坡口漫流铺展开，连续向前移动加热火焰，同时移动钎料使之不断熔化。各焊道的接头错开10～30mm，直至填满整个对接管口，形成饱满焊缝。
在钎焊结束后，焊件冷却到300℃以下方可移动，如强制移动可能会降低焊缝强度甚至产生裂纹，待焊件冷却到常温后，采用热水冲洗后焦硫酸钾溶液擦洗，以清除钎剂残渣及多余钎料。
3、钎焊完成后，对钎焊缝进行检验
a、外观检查
焊缝表面不应有裂纹、气孔、未熔合和夹渣等缺陷；
钎焊接头表面应光滑、不得有气孔、未钎透、较大焊瘤及钎焊件边缘被熔蚀等缺陷；
焊缝宽度应为每边不大于坡口边缘2mm；
焊缝余高应小于等于3mm；
咬边深度不得大于0.5mm，咬边长度不得大于焊缝总长度的10％，且不大于30mm；单边焊缝根部内凹应小于或等于0.2倍板厚，且应小于0.5mm。
b、无损检测
表面无损检测按照《承压设备无损检测第5部分：渗透检测》NB/T47013.5规定，合格级别Ⅰ级；焊缝内部按照《承压设备无损检测第2部分：射线检测》NB/T47013.2规定，合格级别Ⅱ级。
c、水压试验
根据设计技术规格书要求，铜管1线路进行整体水压试验，先缓慢升压，待压力达到试验压力2.0MPa后稳压10min，后将试验压力将至设计压力1.5Mpa，稳压30min。
d、通电试验
采用万用表分别测试线路绝缘电阻在未通水的条件下电阻应大于2KΩ。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种厚壁铜管的钎焊方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：将铜管(1)的端口进行坡口加工；
S2：将奥氏体不锈钢衬管(2)的两端分别***到两个铜管(1)需要对接的端口内，所述奥氏体不锈钢衬管(2)的外径和所述铜管(1)的内径尺寸相适配，所述奥氏体不锈钢衬管(2)中部侧面环向设置有同轴的裙边(21)；
S3：在***奥氏体不锈钢衬管(2)后，将两侧铜管(1)相向靠拢，并无缝夹持于裙边(21)；
S4：在无缝夹持裙边后(21)，通过钎焊焊接铜管(1)坡口，直至填满整个对接管口，形成饱满焊缝，此时完成钎焊。
2.根据权利要求1所述的一种厚壁铜管的钎焊方法，其特征在于，所述坡口为V型坡口，单边角度为15°～22°。
3.根据权利要求1所述的一种厚壁铜管的钎焊方法，其特征在于，所述裙边(21)外缘端部超出所述坡口钝边。
4.根据权利要求1所述的一种厚壁铜管的钎焊方法，其特征在于，所述奥氏体不锈钢衬管(2)沿所述裙边(21)径向对称。
5.根据权利要求1所述的一种厚壁铜管的钎焊方法，其特征在于，在将铜管(1)的端口进行坡口加工后，所述步骤S1还包括以下子步骤：需采用砂纸对铜管(1)进行机械清理，并用丙酮清洗。
6.根据权利要求1所述的一种厚壁铜管的钎焊方法，其特征在于，所述钎焊采用多层多道钎焊法。
7.根据权利要求1所述的一种厚壁铜管的钎焊方法，其特征在于，所述步骤S4还包括以下子步骤：在完成钎焊后，需待铜管(1)冷却至300℃以下，方可移动铜管(1)。
8.根据权利要求1所述的一种厚壁铜管的钎焊方法，其特征在于，所述步骤S4还包括以下子步骤：在完成钎焊后，且铜管(1)冷却至常温后，采用热水冲洗后，用焦硫酸钾溶液擦洗。
9.根据权利要求1所述的一种厚壁铜管的钎焊方法，其特征在于，所述铜管(1)的焊缝宽度应为每边不大于坡口边缘2mm，且焊缝余高应小于等于3mm。
10.根据权利要求1所述的一种厚壁铜管的钎焊方法，其特征在于，所述铜管(1)的焊缝咬边深度不得大于0.5mm，咬边长度不得大于焊缝总长度的10％，且不大于30mm；单边焊缝根部内凹应小于或等于0.2倍板厚，且应小于0.5mm。
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