[发明专利]一种超厚无氧铜大尺寸工件的焊接方法

说明书

本发明提供一种超厚无氧铜大尺寸工件的焊接方法。其中，将多个无氧铜部件进行拼接，固定各无氧铜部件的相对位置；对焊缝两侧相邻的无氧铜部件持续进行预热，向相邻的无氧铜部件形成的焊缝处持续充入保护性气体，调整设定距离的预施焊段以使预施焊段的焊缝处于水平位置，焊接设定距离的焊缝后，调整焊缝以使下一段预施焊段的焊缝处于水平位置，然后进行焊接，重复进行上述操作，以完成一整条焊缝的焊接；重复以上的操作，以完成各无氧铜部件拼接形成的其它焊缝的焊接。通过本发明的焊接方法能够实现对超厚且大尺寸的无氧铜工件的焊接，在各无氧铜部件之间能够形成高质量的焊缝。

技术领域

本发明属于机械焊接领域，更具体地，涉及一种超厚无氧铜大尺寸工件的焊接方法。

背景技术

无氧铜是指不含氧及脱氧剂残留物的铜，是优异的高导电率、高导热率和极低放射本底的材料，在电气、电子工业，航空航天工业，超导、真空、船舶、换热器等行业，以及物理前沿科学实验等领域，都有广泛或特殊的应用。

由于超厚和超大的无氧铜的工件，其厚度超过15mm，尺寸超过1m，所形成的焊缝的长度超过1m。因此在焊接过程中存在诸多问题，如焊接的厚度高，坡口大，填料多，焊接的操作难度大等。此时，通过单一原材料完成加工制造，要么成本太高，要么无法实现。目前对于常规厚度和小尺寸结构件，通常的焊接方法有熔焊、软钎焊、硬钎焊、无气保金属焊、气体保护金属焊接，以及氧燃料气焊等。但对于超厚和超大的无氧铜结构的焊接，还没有实际成功参考案例，也没有现成的一整套焊接工艺。因此，如何实现超厚和大尺寸的无氧铜的高质量焊接是亟需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明一种超厚无氧铜大尺寸工件的焊接方法，实现超厚无氧铜大尺寸工件的高质量焊接。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种超厚无氧铜大尺寸工件的焊接方法，其特征在于，超厚无氧铜大尺寸工件包括若干无氧铜部件，各无氧铜部件的厚度≥15mm，相邻无氧铜部件之前形成的焊缝长度≥2000mm，所述超厚无氧铜大尺寸工件的焊接方法包括：

S1：将多个无氧铜部件进行拼接，固定各无氧铜部件的相对位置；

S2：对焊缝两侧相邻的无氧铜部件持续进行预热，向相邻的无氧铜部件形成的焊缝处持续充入保护性气体，并且保护性气体朝向熔池方向充入，以增加熔池熔深，调整设定距离的预施焊段以使预施焊段的焊缝处于水平位置，焊接设定距离的焊缝后，调整焊缝以使下一段预施焊段的焊缝处于水平位置，然后进行焊接，重复进行上述操作，以完成一整条焊缝的焊接；

S3：重复S2的操作，以完成各无氧铜部件拼接形成的其它焊缝的焊接。

在其中一个实施例中，各所述无氧铜部件位于焊缝处的坡口面包括相交的下端坡面和上端坡面，下端坡面与垂直轴形成的倾角为α，上端坡面与垂直轴形成的倾角为β，且αβ。

在其中一个实施例中，相邻无氧铜部件的坡口面的下端坡面之间留有间隙d，且5mm≤d≤8mm。

在其中一个实施例中，45°≤α≤60°，0°≤β≤10°。

在其中一个实施例中，对相邻的无氧铜部件的预热以靠近焊缝两侧多点加热的方式进行。

在其中一个实施例中，预热温度为600℃～700℃。

在其中一个实施例中，焊接采用熔化极惰性气体保护焊(MIG)的方式，所述保护性气体由氩气和氦气混合而成，并且氩气与氦气的体积比为3:1～6:1。

在其中一个实施例中，保护性气体的流量为20min/L～28min/L。

在其中一个实施例中，焊接采用的焊机额定功率在400A以上，且可以持续工作1小时以上；焊接的电流310～340A，电压25～30V。