本指导书从焊前准备、焊接操作、质量检查、安全防护等方面,详细阐述了铜管钎焊的关键要点和注意事项,以期为一线技术人员规范操作、保证质量提供参考和指导。
1.1 材料选择
(1)铜管:应选用符合GB/T 5231标准的T1、T2型紫铜管,壁厚不小于1mm[2]。铜管应平直光滑,无划伤、压扁等缺陷。
(2)钎料:应选用BAg-7银钎料,银含量为56%,熔点约620℃[3]。直径应与铜管尺寸匹配,一般为铜管公称直径的1/3~1/2[4]。
(3)焊剂:应选用符合AWS A5.31标准的FB3-A氟化钾钾焊剂,固相点约550℃,液相点约850℃[5]。
1.2 工具准备
(1)焊炬:应选用丙烷/氧气焊炬,火焰温度可达1200℃以上。喷嘴直径应与铜管尺寸匹配,过大会烧穿管壁,过小难以焊透。
(2)钢丝刷:用于清理铜管表面氧化物等杂质。刷毛应细密结实,不掉落。
(3)管钳:用于切割铜管。刀口应锋利平滑,确保切口方正。
(4)砂纸:用于打磨铜管切口毛刺。砂纸粒度应在240目以上。
(5)内窥镜:用于检查铜管内部清洁度。镜头应清晰明亮,方便观察。
1.3 安全防护
(1)防尘口罩:焊接烟尘含有氟化物等有害物质,应佩戴KN95及以上防护等级的口罩。
(2)防护眼镜:强烈的焊接火花会伤害眼睛,应佩戴符合ANSI Z87.1标准的防护眼镜[6]。
(3)防烫手套:高温铜管和残余焊渣会灼伤皮肤,应佩戴耐高温的皮革手套。
(4)阻燃工装:禁止穿化纤类衣物,应穿阻燃棉质工作服,避免火花引燃。
2.1 切管与清理
(1)用管钳切割铜管,切口应与管轴线垂直,偏差不大于2°[7]。
(2)用砂纸打磨切口,去除毛刺,直至表面光滑平整。
(3)用钢丝刷清理铜管内外表面2~3cm范围内的污垢和氧化物,露出金属光泽。
(4)用内窥镜检查铜管内壁,确保无油污、水渍等杂质。
2.2 装配与固定
(1)将铜管插入管件中,插入深度为管径的2倍[8]。
(2)调整铜管位置,使管口间隙均匀,间隙宽度为0.050.2mm[9]。
(3)用铜管卡具或G字夹固定连接处,防止焊接时移位。
2.3 涂焊剂
(1)将焊剂涂抹于铜管和管件的连接处,涂层厚度约为0.5mm。
(2)涂抹范围应超出加热区域5~10mm,确保足够的保护[10]。
(3)焊剂应均匀饱满,不得有遗漏或堆积。
2.4 预热
(1)点燃焊炬,调节焊炬阀门,使火焰呈中性。即内焰呈蓝色,长度为喷嘴直径的5倍[11]。
(2)用火焰均匀加热铜管和管件,沿圆周缓慢移动,直至焊剂完全熔化。
(3)根据铜管尺寸、壁厚,预热1min,使连接处温度达到620~650℃[12]。
2.5 送焊
(1)待焊剂完全熔化后,将钎料送至铜管与管件的间隙处。
(2)继续加热,使钎料熔化并流入间隙,同时沿圆周匀速前进。
(3)钎料填充量应饱满,外溢成光滑的圆角状,溢出高度为0.5~1mm[13]。
(4)送焊完成后,停止加热,让连接处自然冷却。冷却过程中禁止移动或敲击。
2.6 清渣
(1)待连接处完全冷却至常温后,用钢丝刷清理焊剂残渣。
(2)仔细检查焊缝表面,确保无焊剂残留。
(3)用湿布擦拭焊缝及其周围,去除灰尘和氟化物。
3.1 外观检查
(1)目视焊缝表面,应圆滑均匀,无焊瘤、焊疤等缺陷。
(2)焊缝宽度应为铜管壁厚的2~3倍,过宽易产生应力集中,过窄强度不足[14]。
(3)焊缝边缘应与铜管和管件平滑过渡,无明显凹陷或突起。
3.2 内部检查
(1)切开焊接处,观察焊缝内部成形。
(2)焊缝应饱满致密,与铜管和管件充分结合,无未焊透、夹渣等缺陷。
(3)测量焊缝深度,应大于铜管壁厚的75%[15]。
3.3 强度试验
(1)在焊接处两端各取距离为管径5倍的位置,用万能材料试验机夹持。
(2)垂直拉伸,拉伸速度为5mm/min,直至焊缝断裂。
(3)记录断裂载荷,计算抗拉强度,应不低于铜管母材强度的80%[16]。
3.4 气密试验
(1)将焊接后的铜管组装成回路,一端封堵,一端连接充氮装置。
(2)充入氮气,使回路内压力达到3MPa,持续保压24h。
(3)用气泡法或电子检漏仪检查焊缝,应无可见冒泡或可听泄漏[17]。
4.1 明火作业
(1)焊接区域应远离易燃易爆物品,地面应铺设金属或水泥。
(2)现场应配备灭火器、消防毯等消防器材,便于及时扑救火情。
(3)焊炬应放置在专用支架上,使火焰远离可燃物和人体。
4.2 有毒烟尘
(1)焊接应在通风良好的环境下进行,必要时应佩戴送风呼吸器。
(2)禁止在密闭狭小空间焊接,避免烟尘超标。
(3)焊接后要用湿法除尘,湿抹布清理残渣和灰尘,禁止干扫。
4.3 高温烫伤
(1)焊接时人体应与铜管保持30cm以上距离,禁止徒手触摸。
(2)传递工件时应使用钳子或隔热垫,严禁赤手。
(3)焊渣和残余焊剂应集中回收,妥善处理,防止烫伤他人。
4.4 辐射损伤
(1)焊接时应穿长袖、戴面罩,避免红外线灼伤皮肤。
(2)禁止直视电弧光,避免紫外线损伤视网膜。
(3)焊接区域应设屏蔽挡板,防止弧光伤及他人。
参考文献:
[1] ANSI/ACCA 5 QI-2015, HVAC Quality Installation Specification[S].
[2] GB/T 5231-2008 铜及铜合金无缝管[S].
[3] AWS A5.8/A5.8M-2011, Specification for Filler Metals for Brazing and Braze Welding[S].
[4] Harris Products Group. Brazing Guide[M]. Mason, Ohio: Handy & Harman, 2016.
[5] AWS A5.31/A5.31M-2012, Specification for Fluxes for Brazing and Braze Welding[S].
[6] ANSI/ISEA Z87.1-2020, American National Standard for Occupational and Educational Eye and Face Protection[S].
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[16] JB/T 7587-2004 制冷与空调用铜管及毛细管[S].
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