紫銅電極板的焊接工藝研究

岳亞釗

（河鋼股份有限公司承德分公司、河北省釩鈦工程技術研究中心，河北 承德 067002）

紫銅是重要的一種導電金屬材料，在工業及電子加工等領域具有很大用途。紫銅電極板的焊接工藝，是一種有別于傳統焊接方法的技術，這種技術具有不可替代的優越性。但是，紫銅焊接對技術要求相對比較高，因而，必須結合紫銅的自身特性與焊接要求來制定焊接方案，提高焊接質量、效率，減少返工，降低資源浪費，解決技術上所存在的種種問題。為了確保焊接能更好的進行下去，在焊接之前就必須做好充分準備，即準備各種焊接材料、輔助工具及做好試驗；焊接過程中必須遵守焊接供需、原則，不可違規，正確的進行焊接，提高焊接質量與效率，節省更多時間和精力。現將紫銅焊接工藝的技術特點與操作方法等整理供相關技術人員參考。

1 紫銅基本特性

紫銅一般又被稱為紅銅，即純銅的一種，這種金屬相比傳統碳鋼導熱、導電性能更強外，其熔點為1083℃，可塑性強，也可采用冷壓力方式進行加工，可以大量的應用于電線、電刷等對導電性要求較高的產品當中，諸如：紫銅目前可以應用到導電設備、器械制造當中，這主要得益于紫銅良好的穩定性才使之被廣泛應用到生產制造當中。紫銅由于含有一定的氧又被稱為含氧銅。目前，紫銅焊接方式主要選擇以鎢極氬弧焊為主，在焊接之前就要對紫銅進行加熱，之所以要進行加熱主要為了更好的進行焊接，提高焊接質量與焊縫區美觀性。

2 紫銅焊接性分析

紫銅相比其他金屬冷卻速度更快，熱脹性更強，因而，技術人員若采用鋼和紫銅組成的異種焊接接頭，在焊接的過程中比較容易引起焊縫滲透性裂縫出現，尤其是在低合金鋼部位，進行焊接更容易引起滲透性裂縫出現，繼而影響到焊接質量，破壞焊縫美觀性，導致返工的問題出現。

焊縫區域出現裂縫除了受到焊接技術、加熱等因素影響之外，同時也受到其他的化學物質的影響，其中，母材料含鐵量降低時就會導致焊縫出現裂紋，影響焊接質量，特別注意的是焊縫金屬的結晶特點與紫銅焊接基本上都是一致的，不會存在較大差別，而當母材料的含鐵量增高時便能提高焊接質量，可減少焊接裂縫出現，諸如：當母材料中的含鐵量增高至百分之十以上，便能提高抗裂縫的性能，因此，便可防止裂縫出現。接近縫區域的裂縫出現，主要還是由于金屬材料之間的共同作用所導致的，這種情況主要出現在高溫焊接過程中，由此就比較容易導致焊接質量不高問題出現，即組織越大焊縫裂紋就會變得更大，若能控制進縫滲透裂紋組織愈范圍便能減少裂縫出現。

3 紫銅焊接方法

盡板紫銅焊接有很多，不同的方法都有不同的優點，諸如：埋弧焊和手弧焊等，然而，在選擇焊接方法時我們更傾向于選擇鎢極氬弧焊技術。采用這種焊接方法不但更靈活，同時焊接效果也更佳，能滿足高要求的焊接需求，可以減少母材料出現裂紋或氣泡的情況出現。再者，當我們采用這種技術進行焊接時，還能提高焊接質量及焊縫美觀性。另外，采用這種方式進行焊接還能減少焊接殘渣飛濺，提高焊接穩定性。采用鎢極氬弧焊來焊接母材料，還可以控制焊縫區的含鐵量，將含鐵量控制在百分之十至百分之四十三左右，而在使用這種焊接方式進行焊接時一般是采用直流正接，采用這種連接方式可以降低電極被燒毀的情況出現。同時還能充分地確保電弧穩定性，使焊縫區的熔深更深，從而能更好的連接母材料。

4 焊接技術試驗與工藝評價

4.1 焊前試驗

（1）焊接之前，需要進行一次焊接試驗，可采用以鎢極氬弧焊進行焊接試驗，可幫助技術人員收集更多數據，這為后續更好開展實驗提供更多技術參考，為后續更好開展研究工作打好基礎[1]。開展試驗的主要內容是對焊接部門的測試、焊縫技術應用、電弧位置與角度差異等。除此之外，也需要對水平固定位置進行檢測，以幫助我們了解焊接效果，了解焊接的應用價值。從根本上來說，開展這一方面的焊接試驗具有較大意義，從根本上來說，做好焊接前的試驗對后續各項焊接工作開展，能提供更多參考，更好的進行焊接。

（2）需要對紫銅延伸部位進行長度的測試，開展這一方面測試，可幫助我們確定換熱板位置、長度，最終就是為了確保焊縫部門中的Fe能保持在合理數值范圍內，如該數值超標便會對產品的美觀性，影響到產品的質量，再者就是，注重焊接部位的美觀性。當二者都滿足試驗方面要求便可進入到下個階段焊接。

（3）選換紫銅長度，在試驗之前必須做好紫銅長度試驗，一般紫銅延長長度為兩至三厘米左右，此時進行焊接更符合試驗要求，而焊接之后的效果也顯得更加美觀，顏色上更貼近紫銅顏色。焊縫中的主要成分為Cu，而Fe含量一般不會低于百分之十，這也使得焊縫更具有抗熱能力，可避免因熱量過大而引起裂紋出現，避免影響焊縫質量，確保焊縫區美觀性不受影響。

（4）確定焊接電弧位置，在試驗的過程中確定好焊接電弧位置，可以有效的避免焊縫出現裂紋現象，可以減少這一方面對焊縫部位的影響。在焊接的過程中盡量的不要做橫向擺動操作，這可減少焊縫中的Fe含量，因而，可提高試驗質量與效果，經過焊接之后所獲得效果也更加令人滿意[2]。這對后續進行焊接提供更多參考，同時還能解決焊縫問題。因而，采取這種焊接技術來進行焊接是可行的。

（5）焊接電流，從上述可知，紫銅導熱系數一般都是比較高的，因而焊接散熱比較快，因而，選擇焊接電流相比焊接其他的金屬材料要大很多。因而，在焊接的時候可以適當的加大電流，從而確保整個焊接能高效進行下去，尤其是避免燒毀焊接頭等[3]。

（6）焊接速度，焊接紫銅時候，速度不宜過快，因為紫銅導熱性較高，因而需要焊接適中速度即可，而采取這樣的焊接方式還能防止金屬材料散熱過快的情況出現，也可以避免因焊接太久而引起金屬材料過熱的情況出現[4]。

（7）焊接極限，為了確保整個焊接過程中能更好的進行下去，避免電機燒壞的情況發生，可采用直流正接方式接入電流，這樣便可以充分的保證電弧熔深，使電弧穩定性變得更高，使技術人員能更好的開展焊接工作，滿足焊接要求[5]。

經過工藝試驗之后，可得出此次焊接均達到預期要求，滿足焊接所有需要，因而很適合進行焊接[6]。

4.2 焊接輔助設備選擇

從上可知，紫銅電極板的導熱性高而熱容量大，因而，在焊接的過程中就需用兩把焊炬對其進行預熱和加溫，這樣便能確保整個焊接工作更好的開展下去，解決冷縮性等問題，如：紫銅散熱較快，若不做好預熱、加溫，那么就很難保障焊接工作開展下去，也比較容易導致因散熱快等而引起裂縫區出現。

（1）在焊接的過程中，應首先對焊縫區進行打磨，使焊縫區更容易被焊接；使焊接后焊縫區變得更加牢固，更穩定。

（2）板束水平方向進行旋轉，將不同的板頭進行兩圈半焊接，以確保板頭焊接部門焊縫更均勻。

（3）按照相應的焊接工藝來進行焊接，確定焊接速度和焊接時間、電流量。

（4）將電極板根據相關要求分為不同區域，然后在按照順序來焊接不同的板頭，兩個扇形區域的板頭可采用間接方式來進行焊接，采取這種方式來進行焊接時，可以避免焊頭出現變形，同時還可以有效的防止板頭出現裂縫而引起裂紋的出現，提高焊接質量。

5 焊縫水壓試驗與抗拉試驗

在進行焊接前應做好兩項實驗，這兩項試驗為：焊縫水壓試驗、抗拉試驗。只有經過兩項試驗，才能得出具體的焊接效果，才能獲得第一手資料。前者在主要進行5MPay試驗，在試驗的過程中如果能夠保證在0.5h無泄漏出現，即為試驗合格，如果出現泄漏，便視為不合格；后者主要進行一次抗拉試驗，主要分析母材料的抗拉試驗，在試驗之后如果出現十分明顯的變形現象即視為不及格，需要重新選擇材料，繼續進行試驗。做好這兩項試驗，加強材料的選擇，那么才能保證后續焊接不出現問題，確保焊接過程中焊縫區不會出現裂縫，不會因焊接冷卻而出現變形。因而，做好這兩項試驗是十分有必要的，同時也是必不可少的。

6 產品試驗

進行產品試驗，是為了了解在理想狀態下的焊接情況，了解有無焊接問題；有無焊縫區裂縫出現；有無影響到焊縫區；有無氣泡的出現；有無焊接缺陷。這為后續進行焊接提供了更多的保障，為技術人員提供更多的數據。當技術人員完成焊接工序之后，便需要對焊縫區進行檢查，如：檢查焊縫區有無焊縫缺陷出現。做好產品試驗，能確保焊接工作更好的開展下去，解決焊接問題。當然，做好焊縫水壓試驗與抗拉試驗同樣也是非常重要的。

7 焊后處理

焊接之后，技術人員就要對焊接情況作評價，分析具體的焊接效果，了解有無焊接缺陷、問題的存在，若無問題則可以交付使用。若有問題，就應該及時的做好產品的分析，檢查到底是哪一個步驟出現問題，做好記錄。除此之外，還需要對材料做后期處理工作，如：使用錘子錘擊焊接頭以消除焊接后所產生的應力，還能減少焊接后的裂紋出現，可以有效的改善焊縫性能，對提高焊接質量都有很多益處。

8 總結

采用上述工藝焊接紫銅電極板，可以提高焊接質量、效果，同時還能降低因焊接技術與處理工藝不當而引起質量問題發生，在某種程度上又保障焊縫美觀性。這其實也完全的表明，這一種焊接技術是具有較高的優越性的，是一項成功的技術，也是一項十分成熟的技術，另外，這也直接證明了，紫銅的焊接在沒有其它更好的焊接工藝可替代時候，我們采用氣焊加熱以及焊條電弧焊的技術進行焊接是完全可行的，因而，從上述種種分析來看可見，此技術很具有推廣價值，需要技術人員不斷提升自身的焊接技能，確保其最大限度發揮作用。