钎焊工艺标准规范标准规范标准.doc

钎焊工艺规范 1 范围 本标准规定了各相关部门与人员针对钎料、钎剂以及钎焊工序过程中的相应职责；钎料和钎剂的使用要求；钎焊前的基本要求；钎焊工艺要求；补焊注意事项；钎焊质量的检验；注意事项和安全要求。 本标准适用于湖南元亨工厂设计、生产所有空调产品以及零部件过程中的钎焊工序。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注明日期的引用文件，其随后所有版本修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可适用这些文件的最新版本。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本均适用于本标准。 GB/T 10046-2000 银基钎料 GB/T 6418-93 铜基钎料 GB/T 11618-1999 铜管接头 GB 11363 钎焊接头强度试验方法 GB 8619 钎缝强度试验方法 GB 11364 钎料铺展性及填缝性试验方法 3 定义： 3.1. 钎焊：钎焊是利用熔点稍低于母材的钎料和母材一起加热，使钎料熔化，并通过毛细管作用原理扩散和填满钎缝间隙，形成牢固的一种焊接方法。 3.2.钎剂：去除钎焊金属和液体钎料表面上的氧化膜，保护钎焊金属和钎料在加热过程中不继续氧化，以改善钎料对母材表面的润湿性，促进钎缝的形成。 4 钎料和钎剂的使用要求: 4.1.钎料（焊丝）的作用：利用高温熔化的液态钎料润湿钎焊金属（母材）表面并均匀地铺展，直至致密地填满结合面的间隙而形成牢固接头。 4.2.钎剂（助焊剂）的作用：去除钎焊金属和液体钎料表面上的氧化膜，保护钎焊金属和钎料在加热过程中不继续氧化，以改善钎料对母材表面的润湿性，促进钎缝的形成。 4.3.钎料中磷的成分可以增加钎料的铺展性和浸润性，但是会增加焊接处的脆性；锌和铬能增加焊接强度和抗冲击性；含锌钎料的焊接后的外观比含铬钎料的焊接外观稍差，但铬蒸气对人的健康有伤害。 5 钎焊前的基本要求 焊接位置、焊接配合间隙、配合面的表面处理、焊接材料的准备、插入深度和清洁度是钎焊前需要注意的六大要素。 5.1.焊接位置：一般情况下优先选择钎料垂直向下漫流的方式，其次选择水平漫流方式；非特殊情况下不能采用垂直向上漫流方式。 5.2.焊接配合间隙：指对特定的钎料在其钎焊温度下，在被焊接处的径向间隙。要求外接管杯口内径至少应比将要插入管的外径大0.06mm，一般情况下管与管之间的配合间隙不能超过表（2）中的极限值。 表（2）： 钎焊配合间隙 （指单边间隙） 单位：mm 铜管外径DW 3~20 20~30 30以上 间隙 最大 0.40 0.50 0.60 最小 0.03 0.05 0.08 5.3.配合处的表面处理： 5.3.1.焊接处附近的20mm范围内必须清洁，不能有任何的残余油污和脏物、杂质、锈、各种氧化物，以免影响焊接质量。 5.3.2.所有需要焊接的铜管内部不应有任何影响清洁度的物质和痕迹。 5.3.3.对于已经产生致密氧化皮的铜管和没有金属光泽的钢管，插入连接前均需要用清洁布加有机溶剂（丙酮）进行铜管表面的金属擦亮或酸洗，直至露出金属光泽。 5.3.4.对于焊缝及其附近20mm范围内如有油污则一定要用清洁布加有机溶剂（丙酮）彻底擦洗干净，以保证焊接时没有油污染焊接表面。 5.4.焊接材料的准备： 5.4.1.禁止将不同牌号的焊丝混放，要用标识明显的容器分别盛放，以免发生误用。 5.4.2.焊接材料要放置在规定的标识清楚的包装或盒子中，禁止将焊接材料直接放在地上等可能被污染的地方。 5.4.3.被污染的焊接材料不能直接使用（例如用带油污的手套抓过的焊丝），必须用清洁布加有机溶剂（丙酮）完全去除污染物后才能使用。 5.5.插入深度：接管插入的深度，要符合图纸要求并必须有定位点控制，如图纸无标识，则其最小插入深度不小于5mm；铜管所开马鞍口尺寸与其搭配的拔孔管径的关系见表(3)。 表（3）拔口铜管与其搭配的公头管的关系参数表见下表。效果见图（1） 马鞍口弦高 插入深度 适用拔管规格 11 20 ф53.95--ф28.58 9 14 ф25.4 --ф19.05 6 8 ф15.88、ф12.70 0 5 ф9.53、ф6.35 图1 图2 已做马鞍口处理的 焊接后只水淋的效果 焊接后水淋+擦拭的效果 未做马鞍口处理的 5.6.清洁度的要求：如果被焊件的下道工序无法进行清洁处理，焊接前就要对被焊工件进行清洁处理，并注意焊接时不能产生影响系统清洁度的物质。 5.7.点火前准备： 5.7.1. 先将焊枪上氧气开关按逆时针方向打开，再将可燃气开关按逆时针方向打开，排清管道内残余气体，然后关闭开关。 5.7.2. 按逆时针方向打开氧气和可燃气瓶阀（用丁字轴形扳手）。先按顺时针方向对氧气、可燃气压力表进行调节，通过表上指针读数将氧气调节至0.5~0.7 MPa，可燃气调节至0.04~0.06MPa。然后打开助焊剂阀门，检查有无漏气现象。 5.7.3.对照焊接图纸，检查来料是否符合图纸标准，再根据焊件形状，材质选择适用的焊接模具及焊条（如下所示）。 紫铜 紫铜 液管 5%银焊条 呈黄色 或 铜磷焊条 呈黄色 紫铜 黄铜 阀体 25%银焊条 呈银灰色（另加FLUX焊剂） 铜 铸铁 螺杆机 锡黄铜焊条 呈黄色（另加FLUX焊剂） 5.8.点火：先将焊枪上可燃气开关打开1/4圈，用左手拿点火器，从枪嘴侧面将可燃气点燃，然后打开氧气开关对火焰进行调节,调节应根据焊件材质，壁厚，管件等选择焊接火焰的大小,火焰的具体调节参见表(4)。 6钎焊工艺要求 6.1.焊接时气焊火焰的性质对焊接质量有很大影响，当混合气体内可燃气体量过多时，会引起焊缝金属渗碳而使焊缝硬度和脆性增加，同时还会产生气孔等缺陷；相反，当混合气体内氧气量过多时，会引起焊缝金属的氧化而出现脆性，使焊缝金属的强度和塑性降低。公司通常的焊接是采用中性焊接，只有焊接黄铜时才允许使用轻微的氧化焰。 表（4）不同材料焊接所对应的火焰种类 焊接金属 火焰种类 焊接金属 火焰种类 火焰特征 低中碳钢与紫铜 中性焰 镀锌铁板与镀锌铁板 氧化焰 氧化焰：混合比大于1.2，焰心短而尖，呈青白色，并 带有噪声，噪声越大，氧气的比例越大 中性焰：混合比为：1.0-1.2时，焰心呈尖锥状，色白 明亮，内外焰无明显界限 碳化焰：混合比小于1.0，火焰长而柔软，可燃气体多 时还带黑烟。 不锈钢与紫铜 中性焰或碳化焰 高碳钢与高碳钢 碳化焰 黄铜与黄铜 氧化焰 紫铜与紫铜 中性焰 黄铜与紫铜 中性焰或氧化焰 铸铁与紫铜 碳化焰 6.2.冷媒系统的工件的焊接部位内部要求充入连续适量的氮气以防止工件氧化变色，在充氮进口和焊接点之间的所有泄漏口都必须封堵，出口需比进口小一点，以保证氮气能从出口顺利溢出，来保证充氮效果。 6.3.使用助焊剂焊接系统管路和焊接阀累配件前，需用采取有效的冷却和保护措施，如蘸水湿布包裹易烧伤零件，油漆表层处，且避免火焰直烧易损部件。如有可能，最好在加热前将受热易损件拆除，以减小损坏。受热易损件有： a. 含有塑料件，橡胶件或弹簧的阀体。 b. 容易热膨胀泄露的零件，如角阀。 c. 接头、阀座（含有非金属件或低温合金）。 d. 干燥器、视镜（如果镜片未取下）。 6.4.按照表（5）选择合适焊炬的枪、喷嘴，并调整气流和压力，用中性焰将需要焊接处迅速加热到钎焊温度，但不要过热。 表（5）：焊枪及焊嘴以及气体压力、流量要求 型 号 H01-2A H01-6A ，H01-6F H01-12A H01-20A 焊 嘴 号 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 孔径（mm） 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 氧气工作压力（MPa） 0.10 0.13 0.15 0.20 0.25 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.40 0.45 0.50 0.60 0.70 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 燃气工作压力（MPa） 0. 01～0.1 0. 01～0.1 0. 01～0.1 0. 01～0.1 氧气消耗量（m3/h） 0.02 ～ 0.28 0.05 ～ 0.06 0.06 ～ 0.07 0.10 ～ 0.12 0.12 ～ 0.14 0.13 ～ 0.15 0.18 ～ 0.22 0.22 ～ 0.26 0.29 ～ 0.35 0.34 ～ 0.42 0.41 ～ 0.50 0.55 ～ 0.67 0.77 ～ 0.95 0.99 ～ 1.21 1.08 ～ 1.32 1.44 ～ 1.76 1.67 ～ 2.04 1.89 ～ 2.31 2.07 ～ 2.53 2.24 ～ 2.86 燃气消耗量（m3/h） 0.02 ～ 0.23 0.04 ～ 0.05 0.05 ～ 0.07 0.09 ～ 0.11 0.11 ～ 0.13 0.11 ～ 0.14 0.16 ～ 0.20 0.20 ～ 0.24 0.26 ～ 0.32 0.31 ～ 0.38 0.37 ～ 0.45 0.50 ～ 0.61 0.70 ～ 0.86 0.90 ～ 1.10 0.99 ～ 1.21 1.31 ～ 1.60 1.51 ～ 1.85 1.71 ～ 2.09 1.89 ～ 2.31 2.12 ～ 2.59 焊接厚度（mm） 0.5 ～ 0.7 0.7 ～ 1.0 1.0 ～ 1.2 1.2 ～ 1.5 1.5 ～ 2.0 1.0 ～ 2.0 2.0 ～ 3.0 3.0 ～ 4.0 4.0 ～ 5.0 5.0 ～ 6.0 6.0 ～ 7.0 7.0 ～ 8.0 8.0 ～ 9.0 9.0 ～ 10 10 ～ 12 10 ～ 12 12 ～ 14 14 ～ 16 16 ～ 18 18 ～ 20 6.5.钎焊任何工件都要采用气体助焊剂或焊膏以保护焊接表面不被氧化,气体助焊剂的流量要根据下面经验调整：如果焊接后工件表面覆有一层白色物质,说明气体助焊剂流量太大或火焰在工件上时间稍长；如果焊接后工件表面覆有红色的氧化皮,说明气体助焊剂流量太小或操作不当。 6.6.紫铜管在焊接时应有一个预热过程，一方面是为了除去焊件和焊丝表面的水份，一方面是为了延缓熔池的冷却速度，防止产生气孔和裂纹。预热温度一般掌握在400--500˚C，此时紫铜管表面发黑，对于厚壁管或较大的紫铜焊件，预热温度可提高至600--700˚C，此时紫铜管表面呈暗红色。对于套接的管件如下图，先预热A，再预热B，焊枪的运行轨迹按6.7执行。 钎料 A 火焰 B 6.7.需要焊接的位置在加入钎料前，圆周管壁的预热加温必须均匀，加温时焊枪作划圈移动，一环紧扣一环，保证插入端的子接头和母接头都能同时达到熔化钎料的温度；并用钎料在加热处的管壁上按摩擦法试探，钎料能迅速润湿母材。不能用火焰直接烧熔钎料，会使钎料的微量金属高温挥发并造成焊缝在使用中脆裂现象发生。 6.8.根据焊接管径的大小，选择适当的焊具和枪嘴，管壁预热加温时应加大火焰，钎料加入时，焊枪火焰适当缩小，然后用中性焰施焊，把握好温度的控制。 6.9.如管口向上焊接时，先加入小量钎料于焊口圆周上（以钎料不外溢挂流为准），再把焊枪火焰均匀圆周地往连接方向加温，待钎料向连接方向渗透后按上述6.7方法补充钎料，根据管径的大小、杯口长度及缝隙的大小，多次小量补充钎料，但应避免火焰芯直对钎料，达到钎料渗透均匀，当钎料围绕接口形成连续圆滑焊口表示钎焊完整。 6.10.如管口横向焊接时，管壁预热加温与加入钎料时的焊枪火焰与6.7方法相同，但加入钎料是先从下适量加入钎料，一边加入钎料一边沿周边均匀地加温并横向加温；钎料从下往上多次返复添加至钎料围绕接口，并沿横向加温方向填充到杯口底部，最后形成连续饱满的焊口。 6.11.如管口向下倒立焊接时，管壁预热加温与加入钎料时的焊枪火焰与6.7方法相同，但加入钎料是先从下适量加入钎料，一边加入钎料一边沿周边均匀地加温并横向加温；钎料围绕接口从多次添加，并沿纵向加温方向填充到杯口底部，最后形成连续饱满的焊口。必要时在管口缠绕石棉线，保证钎料无挂流。 6.12.焊接后焊口周围堆积了过多的钎料，表示焊接时温度偏低，导致焊料渗透性差。焊接毛细管时要特别注意毛细管的插入深度，一般为10-15mm，毛细管插入端面距滤网端面为5mm。如插入过深，会触及过滤网，杂质容易进入过滤网，增大堵塞的可能性；如插入过浅，焊料会流进毛细管端部，使阻力加大，另外焊接温度过高或钎料添加过多，容易造成毛细管内部封堵。如果有必要，用小镜子检查无法看到的部位，焊接完成后，应继续保持向工件内部充入氮气5分钟以上直至工件冷却至常温。 6.13.特殊工件的焊接工艺： 　 6.13.1.膨胀阀及角阀等焊接时应注意其流通方向，为防止阀体内塑料件的烧损，须用湿毛巾包裹；焊后用干燥压缩空气吹尽氧化皮 6.13.2.干燥过滤器焊接时应注意其流通方向，拆封到焊接完毕封口，须在半小时内完成，防止水份进入，造成干燥过滤器失效。 6.13.3.毛细管焊接时，应避免放入水中冷却，因管内水份不易清除干净而造成“冰堵”。毛细管与铜配件连接时，应保证毛细管插入铜配件10-15mm，以防止“焊堵”。 6.13.4.压缩机启封后应在60分钟内完成吸排气管及工艺管的烧焊，采用合成润滑的压缩机在启封后5分钟内应完成吸排气管的焊接，并与空气隔离开。焊接后可用湿毛巾擦拭，去除管道表面氧化皮，如系统不能马上封闭，则吸排气管应有相应的防尘、防潮措施。 6.13.5.各种阀体焊接时应保证阀体温度不超过120℃，阀体内部绝对不能进水。 6.13.6.用25%或45%银焊条焊接时，应先将焊剂搅拌均匀，并且均匀的涂抹焊缝四周，并将水加热到80-100℃。以便焊剂药皮在清洗后能够及时脱落，防止因药剂清洗不干净而造成腐蚀。热水应每隔两小时换一次，保证水熔解剂浓度不会过高。 6.13.7.温度传感器应离管路折弯处至少50mm上。 7钎焊后焊点的表面处理 7.1.对于紫铜管焊接，在充氮保护的情况下在焊接完10S后方可用水淋或浸入水中的方式进行冷却，同时必须要避免水进入管道内部；但是对于不同金属之间的焊接，必须等焊接部位自然冷却到150C以下时（3-6分钟），才可以淋水加速冷却，否则焊接部位容易产生裂纹。 7.2.产生白色粉状层或黑色的氧化层：焊接时准备水盘与干净抹布，焊接完工的10分钟内（还有温热的情况下），用不滴水的湿布擦净焊口附近的助焊剂； 7.3.对于喷涂有油漆的配件（壳管式换热器、干燥过滤器等）接管焊接时，靠近焊点油漆部位湿布保护，焊接完成后，在包封保温材前，用钢丝刷刷去因焊接高温损坏的漆油，清刷要求现出金属原色，并用清洁擦块打磨清刷部份，用铁刷打磨过的位置均匀喷涂铁红防锈底漆。待防锈底漆干固后，再用与配件相同颜色的油漆补喷涂打磨清理过的焊口位置，要求面漆完全复盖底漆并不显现底漆颜色。如图（5），（6）所示。 8补焊注意事项 8.1.焊接渗透深度不得小于管壁厚的4倍且最低渗透深度＞4mm，如果不能满足此要求，则需要修补。 8.2.当杯口连接管的焊口有泄漏或砂眼等缺陷点，如若是单个缺陷点，则在确定缺陷点后，用钢丝刷或清洁擦块打磨光亮焊口缺陷点，在排除管内压力后，以缺陷点为中心局部加热管壁，用中性火焰从缺陷点往插入深度方向往复移动，加热到温度约400˚C左右时，加热焊丝，将焊粉涂上焊丝及补焊位置后才进行补填钎料。如若是多个缺陷点，则用火焰除去杯口的钎料，打磨光亮焊口，如果零件未损坏，按上述6.6~6.10方法，重点加热杯口附近，重新再焊。 8.3.所有补焊前的金属表面处理必须与5. 3一致。 8.4.其余所有补焊需要注意的事项与钎焊注意事项一致。 图（5）铁刷打磨 （图6）刷防锈底漆 9 钎焊质量的检验 9.1.外观检验方法和合格标准： 9.2.目视钎料填充饱满，无虚焊、假焊及焊渣堆积现象，外观几乎无氧化皮。管内外无挂流，焊接工件及焊接处无裂纹、针孔、疏松、烧伤、节瘤、腐蚀斑点等缺陷；钎料对基体金属无可见的凹陷性溶蚀。 图片（7）（8）可接受的标准 图片（9）不可接受的标准 图（7） 图（8） 图（9） 9.3.用不超过10倍的放大镜检查，无微小的气孔、裂纹；用反光镜、内窥镜等检查深孔、盲孔、管内壁等不能直接目视的地方。 9.4.连接零件外形端正，无严重偏心、外斜。 9.5.破坏检验方法： 剖切法：用锯尺将焊接件从连接子接头（管件）处切断，检查子接头和母接头之间的空隙内是否被钎料完全填满；或沿轴向将焊接处剖开，检查钎料渗透深度是否满足8.1要求和中间有无空隙（砂眼）。 10 钎焊管路的清洁度控制 10.1.要求所有未装配的铜管端口、插配管口，必须有粘纸封闭后外加完好的塑料袋密封。钎焊时，管路内的充氮保护应按照充氮保护标准执行，并在焊接后用纸胶密封所有端口，以确保管路清洁度能满足GB/T17791-1999管路清洁度的要求。管阀组件的焊接尤其是干燥过滤器组件的焊接，焊接的整个过程必须在充氮保护的过程中完成，并在有充氮保护的情况下储存；预焊用水箱的水质必须保持清洁干净，清晰见底，沉渣杂质及时排清，水质变色污染要求全部更换。 管口封闭不全现象 全部管口封闭 塑料袋取料破损后应用粘纸封管口 完好的塑料袋封存 在线产品未装配管前应封闭管口 水质干净，清晰见底 10.2.在室温低于15度时，应对助焊剂罐进行温水加热，并保证水温在30度至85度之间以保证焊接质量。 11 注意事项和安全要求 11.1.设备安全检查程序 11.1.1.任何非焊接人员严禁操作焊接设备，以免发生意外事故。 11.1.2.注意焊枪回火，每周检查一次焊枪回火止逆阀。 11.1.3.每天检查助焊剂罐的使用性能是否完好（不泄漏、可调节），每套助焊剂罐只能配一把焊枪，用同一气源的两套或以上的助焊剂罐并联时（不能串联）在罐前必须是用单独的丙烷调节阀进行控制，以防气剂使用不均，影响焊接效果。 11.1.4.检查焊接设备的各接口有无松动、泄漏，焊枪焊炬的射吸能力，严禁明火试漏，乙炔和氧气高低压表是否正常，确认无误后方可使用。 11.1.5.所有焊接设备严禁染有油脂（气瓶、气管、焊炬等）以免遇氧气引起爆炸等事故。 11.1.6.凡是与乙炔接触的器具设备禁止用银或纯铜制造，只准用含铜量不超过70%的铜合金制作。 11.1.7.乙炔燃烧时，绝对禁止用四氯化碳来灭火。 11.2. 设备操作安全程序 11.2.1.焊工在焊接时须佩戴焊工眼镜和口罩，应有电风扇吹去烟雾，并防止烫伤。 11.2.2.焊枪点火前先排除氧、乙炔管里内的混合气体；点火时不能对着别人，也不得对着物体，焊工在焊接完毕后或离开时必须关闭焊枪、和气瓶，警示刚焊接完的工件，以防止工件烫伤他人。 11.2.3. 按照国际标准氧气管用黑色或蓝色，燃气管用红色，禁止混用，半年检查一次，不合格的重新更换；仪表定期标定。 11.2.4.焊接时，严禁以任何方式焊补盛装过易燃、易爆等化学物质的容器以及任何带压的物体。 11.2.5.焊接时气体管路如发生漏气，应立即停止使用，同时熄灭漏点5米以内的明火。严禁带压拆装焊接设备及管路。 11.2.6.发生回火时，应迅速关闭氧气，再关闭乙炔，熄灭后重新使用，焊炬内残余气体排放5-10秒，以清除枪内烟灰，防止再次点火发生回火。 11.2.7.应保证乙炔丁字扳手放在乙炔气瓶上，防止回火时不能及时关闭气瓶而造成危险。 11.2.8.严禁用尖利物品敲击高压气瓶及助焊剂瓶。非专业人员不得拆卸瓶阀、瓶头。 12 严禁无焊工证，无安全操作证者上岗操作，违者依法追究其法律、经济责任。 附：为了操作方便，给使用者提供以下资料 名称 性质 瓶体颜色 字体颜色 氧气（O2） 助燃气体 蓝色 黑色 乙炔(C2H2) 可燃气体 白色 红色 氮气(N2) 惰性气体 黑色 白色