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中高頻感應(yīng)加熱設(shè)備生產(chǎn)廠(chǎng)家
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工廠(chǎng)環(huán)境下使用高頻焊機(jī)對(duì)不銹鋼與銅管高頻感應(yīng)釬焊實(shí)踐解析

發(fā)布時(shí)間:2025-06-13 已經(jīng)有1人查過(guò)此文章 返回焊接技術(shù)列表

工廠(chǎng)環(huán)境下使用高頻焊機(jī)對(duì)不銹鋼與銅管高頻感應(yīng)釬焊實(shí)踐解析
在工廠(chǎng)生產(chǎn)中,將不銹鋼管與銅管進(jìn)行焊接面臨諸多挑戰(zhàn)。這兩種金屬物理化學(xué)性質(zhì)差異顯著,不銹鋼熱導(dǎo)率低、表面易形成穩(wěn)定氧化膜,銅則具有高導(dǎo)熱性和不同的熱膨脹系數(shù),常規(guī)焊接方法難以保證焊接質(zhì)量。經(jīng)過(guò)實(shí)踐探索,采用高頻感應(yīng)加熱設(shè)備進(jìn)行異種金屬釬焊,成為實(shí)現(xiàn)兩者良好連接的有效途徑。以下以直徑 25mm 的不銹鋼管與銅管焊接為例,解析工廠(chǎng)實(shí)際操作流程與技術(shù)要點(diǎn)。

焊接前的準(zhǔn)備工作

在正式焊接前,需對(duì)工件和設(shè)備進(jìn)行細(xì)致準(zhǔn)備。首先是工件預(yù)處理,不銹鋼管表面的 Cr?O?氧化膜會(huì)嚴(yán)重影響釬料潤(rùn)濕效果,需使用 80# 砂紙進(jìn)行機(jī)械打磨,將表面粗糙度處理至 Ra≤1.6μm,再用丙酮進(jìn)行超聲清洗,清洗功率設(shè)定為 300W,時(shí)間持續(xù) 5 分鐘,徹底去除油污和雜質(zhì);銅管則采用 10% 稀硫酸浸泡 30 秒去除氧化層,隨后用蒸餾水沖洗,直至表面呈現(xiàn)均勻的金屬光澤。
在釬料選擇上,考慮到兩種金屬的特性,選用含 Ni 的銀基釬料(如 BAg45CuZnNi)。將 0.15mm 厚的該釬料制成環(huán)形預(yù)置件,其內(nèi)徑比銅管外徑大 0.2mm,通過(guò)磁性定位塊將釬料環(huán)精準(zhǔn)固定在焊接區(qū)域,確保同軸度誤差≤0.1mm 。
設(shè)備方面,選用功率 15 - 30kW、頻率 200 - 400kHz 的高頻感應(yīng)加熱設(shè)備,配備 IGBT 模塊與 PID 溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)。感應(yīng)線(xiàn)圈采用分體式 C 型結(jié)構(gòu),針對(duì)不銹鋼側(cè)和銅側(cè)的不同需求,設(shè)計(jì)不同的線(xiàn)圈規(guī)格,不銹鋼側(cè)線(xiàn)圈截面為 10×5mm,銅側(cè)為 8×4mm,且線(xiàn)圈表面進(jìn)行鍍銀處理,以提高導(dǎo)電性能。同時(shí),安裝雙光路紅外測(cè)溫系統(tǒng),不銹鋼側(cè)測(cè)溫波長(zhǎng)設(shè)定為 1.0μm,銅側(cè)為 0.8μm,其響應(yīng)時(shí)間≤50ms,可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)焊接溫度。此外,準(zhǔn)備好陶瓷定位塊制作的工裝夾具,其硬度≥HRA85,夾持力可調(diào)范圍在 1 - 5N,既能固定工件,又能避免夾持變形,還需內(nèi)置氬氣吹掃裝置的惰性氣體保護(hù)系統(tǒng),氬氣流量控制在 5 - 8L/min,確保焊接環(huán)境氧含量≤10ppm。
焊接過(guò)程操作
將預(yù)處理后的不銹鋼管和銅管放置在工裝夾具上,通過(guò)陶瓷定位塊精確校準(zhǔn)位置,確保兩根管子同軸對(duì)齊。啟動(dòng)高頻感應(yīng)加熱設(shè)備,按照預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行加熱。先對(duì)不銹鋼管側(cè)以 60% 的功率加熱 3 秒,將其預(yù)熱至 400℃,這一步驟可有效破除表面氧化層,建立初始熱場(chǎng);隨后全功率同步加熱 8 秒,使溫度升至 780℃,達(dá)到釬料熔點(diǎn),促使釬料熔融并開(kāi)始在焊縫處擴(kuò)散;接著將功率調(diào)至 70%,保溫維持 5 秒,進(jìn)一步促進(jìn)元素?cái)U(kuò)散,減少氣孔等缺陷的產(chǎn)生;最后以 30% 的功率進(jìn)行 10 秒的隨爐冷卻,實(shí)現(xiàn)梯度降溫,降低因兩種金屬熱膨脹系數(shù)不同產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。
在整個(gè)加熱過(guò)程中,雙光路紅外測(cè)溫系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)不銹鋼管和銅管的溫度,并將數(shù)據(jù)反饋至 PID 溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)溫度與實(shí)測(cè)溫度的差異,自動(dòng)調(diào)整高頻感應(yīng)加熱設(shè)備的功率輸出,確保焊接溫度精準(zhǔn)控制。同時(shí),惰性氣體保護(hù)系統(tǒng)持續(xù)工作,在焊接區(qū)域形成低氧環(huán)境,防止金屬氧化。
焊接后的質(zhì)量檢測(cè)
焊接完成后,需對(duì)焊接接頭進(jìn)行全面質(zhì)量檢測(cè)。首先進(jìn)行外觀(guān)檢查,觀(guān)察焊縫表面是否平整、光滑,有無(wú)氣孔、夾渣、裂紋等明顯缺陷。接著采用金相檢測(cè)方法,在放大 500 倍的顯微鏡下觀(guān)察界面組織,理想狀態(tài)下應(yīng)形成 Cu - Ni - Steel 擴(kuò)散層,厚度≥5μm,且釬縫無(wú)氣孔、夾渣,晶界清晰無(wú)氧化。
力學(xué)性能測(cè)試也是重要環(huán)節(jié),通過(guò)拉伸試驗(yàn)檢測(cè)焊接接頭強(qiáng)度,要求拉伸強(qiáng)度≥210MPa,且斷裂位置應(yīng)在母材而非釬縫;進(jìn)行 1.6MPa 水壓的耐壓測(cè)試,保壓 30 分鐘,檢測(cè)是否存在泄漏情況,該測(cè)試參照 GB/T 15715 - 2013 標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。此外,還會(huì)進(jìn)行耐蝕性驗(yàn)證,將焊接接頭置于 5% NaCl 溶液中浸泡 24 小時(shí),失重率需≤0.5mg/cm2,并通過(guò) GB/T 4334 - 2020 規(guī)定的晶間腐蝕試驗(yàn)。
在工廠(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)中,采用高頻感應(yīng)加熱設(shè)備進(jìn)行直徑 25mm 不銹鋼管與銅管的釬焊,通過(guò)規(guī)范的操作流程和嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè),能夠有效克服兩種金屬的特性差異,實(shí)現(xiàn)可靠連接。此工藝在制冷設(shè)備、熱交換器等產(chǎn)品生產(chǎn)中已得到廣泛應(yīng)用,為工廠(chǎng)保障產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率提供了有力支持 。


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