手工碳弧焊接大型紫铜工件技术

HEATS

    1997年舞阳钢铁公司进口设备上的结晶器损坏了，结晶器是冶炼钢炉上的必需零件。该工件长800mm.宽400mm，高200mm，呈长方形，重达600Kg左右，质量要求铸造以后，还得经过锻造成型。经其较低致密的金属组织来保证在单位面积上通过高密度、大电流的技术要求。该结晶器应用的环境条件都都比较恶劣，运行时高温状态下，需用循环水进行冷却。为了节省外汇，使结晶器配件国产化，该公司决定自已制造生产。在克服了需在该工件的体积内顺长方向加5条直径30毫米的水道，横向加工两条同径的水道的困难以后，又遇到了7条水道的14个端部密封焊接的难题。因为该工件是纯紫铜的材质，其导热系数高出黑色金属的8至10倍，抟热速度太快，工件的体积太大，焊接时温度场非常不容易建立，使密封水道端头的焊接非常困难，经过多次采用不同焊接工艺的试验，焊后对结晶器做水压试验，均有不同程度的泄漏，后经采用碳棒焊接成功地焊接了3台结晶器。 
    具体的工艺措施如下：将工件水道端部加工坡口，把圆孔的周边用铣加工成单边V型坡口，角度60左右，坡口深8至10毫米。14个圆堵头的材质要求与工件相同，厚度30毫米，坡口的形状尺寸与工件相同，要求圆堵的机加工精度与水道是紧密配合。工件的预热温度700℃,焊接电源采用直流正极性，以提高工件的温度。先用直径6毫米的碳棒，焊接电流250A。焊钳采用自制的水冷式焊钳。焊接材料选用，焊丝直径3毫米。
    因为该工件的体积较大，散热速度快，在施焊过程中，要注意保温。他们虽然采取了保温箱的措施，但仍控制不了热量的不断散失。所以，在焊接时我们采用两把大号焊炬同时对工件加热，以弥补散失的热量。同时在操作过程中还要注意热辐射的灼伤和工件翻身，起吊时的安全问题。
    施焊时，第一层打底层，不加焊丝，直接将母材和堵头熔化。第二层施焊再加焊丝。紫铜高温下氧化速度非常快。要求施焊的动作速度要快，层间的间隔时间越短越好，层间要用钢丝刷或钢丝砂轮清除焊缝的氧化皮。焊接时紫铜极易产生气孔，操作时应注意观察熔池流动的情况和形状，熔池应一直都在弧焰的保护下，避免外来空气的侵入。若不慎产生气孔，应立即回焊，回焊的速度，应是在熔池尚未凝固之前完成。焊后立即用手锤轻击焊缝，使其组织致密，随后保温缓冷。
    结晶器的焊接成功，不仅给国家节约了大量的外汇，结束了进口设备的零配件——结晶器必须依靠进口的历史，还为舞钢公司引进洋设备、吸收、消化、改进国产化的道路，提供了有力的技术保障。