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钎焊工艺规范

广东XXXX环境科技有限公司

第三层次文件

钎焊工艺规范

文件编号：

LH-WI-A-10

版次：

A.0

生效日期：

2019-09-20

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生效日期

A.0

16

新发行

2019/09/20

1.0目的

规范铜管焊接操作工艺,让钎焊操作人员有规可循,确保铜管焊接质量。

2.0范围

本规范规定了相关部门与钎焊有关的人员针对钎料、钎剂以及钎焊工序过程中的相应职责：

钎料和钎剂的采购、入库检验与保存；钎料和钎剂的使用要求；钎焊前的基本要求；钎焊工艺要求；钎焊注意事项；钎焊质量检验；注意事项和安全要求。

3.0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，使钎料融化，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。

公司所用钎剂分固体钎剂CJ102、膏状钎剂和气体钎剂（硼酸三甲脂）三种。

3.3焊接装配间隙：

指两管件装配后焊接处的单边径向间隙。

4.0输入

钎焊工艺规范

5.0输出

合格的钎焊成品

6.0工作程序

6.1钎料和钎剂的使用要求

6.1.1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。

6.1.2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。

6.1.3金属钎焊过程中，各种钎料和钎剂的使用要求见表

（1）：

表

（1）：

钎料、钎剂的使用要求

（按材料划分）

焊接位置

钎料型号

钎料规格（mm）

钎剂

紫铜和紫铜焊接

系统管路（紫铜和紫铜）的焊接

BCu89PAg（5%Ag）

Φ2.0×500

气体助焊剂

配焊区（紫铜和紫铜）的立式焊接

BCu91PAg（2%Ag）

Φ1.8×500

紫铜与各种钢材或黄铜的焊接

系统管路、预配焊管件异种金属的焊接

BAg35CuZn（35%Ag）

Φ2.5×500

气体助焊剂+CJ102或膏状钎剂

BAg45CuZn（45%Ag）

Φ2.5×500

6.1.4钎料中磷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弱性；锌能增加焊接强度和抗冲击性。

6.2焊前的基本要求

钎焊前需要注意的六大要素：

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。

6.2.1焊接位置：

优先选择钎料垂直向下漫流的方式（立焊位置），其次选择水平漫流方式（平焊位置）；在没有得到相关技术工程师和品质部认可的情况下不能采用垂直向上漫流方式（倒焊位置）。

预配焊组件的钎焊，有装夹工装的，应采用相应工装装夹，采用立焊的方式焊接。

6.2.2焊接装配间隙的范围：

为保证焊接毛细作用的顺利进行，必须严格控制焊接配合间隙。

a.两器组件中，各管件与长U管装配的单边配合间隙为最小0.03mm，最大0.25mm；

b.两器长U管端组件的连接管以及分流管组件与长U管装配前，应先使用专用工装矫形，以保证管的孔位偏差。

c.预配焊管组件以及装配管组件的装配间隙按表2要求进行：

表2：

钎焊配合间隙单位：

mm

铜管外径

3～20

20～30

30以上

单边最大间隙

0.40

0.50

0.60

单边最小间隙

0.03

0.05

0.08

6.2.3焊口位的表面处理：

a.需焊接处以及距焊接处附近20mm范围内必须清洁，不能有任何的油污、杂质、锈、氧化物，以免影响焊接质量。

b.铜管内部不应有任何目测可见的杂质、油污、铜屑等影响清洁度的物质和痕迹。

c.焊接位如需清洁，其清理方法：

c-1.紫铜管件与紫铜、黄铜件或不锈钢管件在装配前，用清洁擦块（或加HS-01清洗剂）对焊口及其附近20mm范围彻底擦洗干净；并用洁净抹布擦拭干净。

严禁有杂质进入空调系统中。

c-2.钢管件在装配前，对焊口及其附近20mm范围，先用150#砂布或钢丝刷、专用打磨机清理锈迹，至露出金属光泽。

再用清洁擦布加HS-01清洗剂去油污，并用洁净抹布擦拭干净。

c-3.严禁有杂质进入空调系统中。

c-4.短U或分流管在装配前，用压缩空气（小于0.8MPa）吹尽两器管口的油迹，铜屑，并用洁净抹布擦拭干净。

严禁有杂质进入空调系统中。

6.2.4焊接材料的准备：

a.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。

b.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。

c.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），必须用清洁擦块（或加HS-01清洗剂或有机溶剂（丙酮））完全去除污染物后才能使用。

d.生产现场因露天放置表面氧化，颜色发乌无光泽的钎料，使用前须要用清洁擦块（或加HS-01清洗剂或150#砂布打磨）至有光泽，并用洁净抹布擦拭干净后才可使用。

6.2.5插入深度；接管插入的深度，符合图纸要求且必须有定位点控制，如图纸无标识，则其最小插入深度不小于5mm；如铜管设计采用加工马鞍口焊接，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连接管的关系参数表见下表。

效果见图

（1）

马鞍口弦高

插入深度

使用拔管规格

11

20

Φ53.95、Φ41.28、Φ34.93、Φ28.58

9

14

Φ25.4、Φ22.23、Φ19.05

6

8

Φ15.88、Φ12.60

0

5

Φ9.53、Φ6.35

6.2.6清洁度的要求：

如果被焊件的在下道工序无法进行清洁处理，焊接前就要使被焊工件符合公司相关清洁度的规定，并注意焊接时不能产生影响系统清洁度的物质。

6.3钎焊工艺要求

6.3.1人员要求：

钎焊操作工必须由经过了外部或内部专门培训并考核合格，具有专业的气焊证或公司内部签发的上岗操作证，根据员工的实际水平安排不同的钎焊岗位。

6.3.2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。

通常的紫铜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（氧：

燃气）

低中碳钢与紫铜

中性焰

镀锌铁板

氧化焰

氧化焰：

混合比大于3.5，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

不锈钢与紫铜

中性焰或氧化焰

高碳钢

碳化焰

碳化焰：

混合比小于3.5，火焰长而柔软，可燃气体多时还带黑烟

黄铜与黄铜

氧化焰

紫铜与紫铜

中性焰

中性焰：

混合比为3.5时，焰心呈尖锥状，色白明亮，内外焰无明显界限

黄铜与紫铜

中性焰或氧化焰

铸铁与紫铜

碳化焰

6.3.3火焰调节方法

首先打开燃气气阀，点火后调节氧气阀调出明显的碳化焰后再缓慢调大氧气阀直到白色外焰距蓝色2~4mm，此时外焰轮廓已模糊，即内焰与焰心将重合，此时的火焰为中性焰，再调大氧气则变为氧化焰，氧化焰的焰心呈白色，其长度随氧气量增大而变短。

焊接铜管时应使用中性焰，尽量避免用氧化焰和碳化焰，气体助焊剂流量大小则需调到外焰呈亮绿色,另外也可依据焊后铜管的颜色来调节气体助焊剂,当焊后铜管有变黑的倾向时,则应调大气体助焊剂的流量,直到焊后铜管呈紫色为止。

焊接时，氧气与燃气的压力选择如下表：

焊接材料

钎料

钎剂

供气压力（MPa）

燃气

氧气

紫铜——紫铜

磷铜钎料

气体助焊剂

0.05-0.09

0.4-0.8

黄铜——紫铜

钢——铜

银钎料

气体助焊剂+固体助焊剂

6.3.4冷媒系统的工件的焊接部位内部要求充入连续适量的纯度达标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露口都必须封堵，气体出口尺寸需比进口尺寸小，以保证氮气能从出口顺利溢出，并进行“首检制”来保证充氮效果。

为保证焊前和焊接后有充足的氮气保护，对充氮要求如下表所示，一般来说。

预充式（短时置换）停留的时间为3-5秒就需快速焊接。

管径

（mm）

氮气流量（焊接中）

（L/min）

焊后保持时间

（S）

氮气压力（供参考）

（MPa）

＜10

≥4

≥5

预充式（短时置换）

边充边焊（连续置换）

≥10

≥6

≥10

0.05~0.2

0.05~0.1

6.3.5.焊接时的防高温保护

a.有的部品的非耐热部份最高温度不超过120℃，因此需采取相应措施保护,以下工件（和相关文件规定的未在下列之中的）在焊接时必须进行保护的有：

a-1.各种阀体（如单向阀、截止阀、膨胀阀、四通阀、高低压开关等）。

a-2.接头、阀座（含有非金属件或低温合金）及已喷粉的钣金。

a-3.干燥器、视镜（如果镜片未取下）板式换热器接管、分流管、T形三通、压缩机接口、汽分接口等的焊接。

a-4.以下阀件焊接时需拆下内部相关受热零件：

针阀、排气阀等。

b.防高温的冷却保护方式。

b-1.当已喷粉的钣金面与焊接处比较近时，用防护阻燃垫或隔离金属板（如图3示）覆盖下方或火焰方向的管路及配件。

b-2.用蘸水湿毛巾包裹易烧伤零件，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，以杜绝损坏。

b-3.板式换热器紫铜短接管的焊接必须采用流动水浸和水箱水浸的方式冷却。

b-4.在可保证水不会流入管内的条件下，采用水管从焊前开始就连续浇水冷却的方式保护。

图3.焊点冷却方法图4.铜管清洁处理

6.3.6焊炬枪、喷嘴选择

a.预配管件焊接，对于≤Φ34.9mm紫铜管（不同管径的焊接以小管径为准的同种金属），使用单头焊枪;＞Φ34.9mm紫铜管或异种金属接头的焊接可选用双头焊枪或双人单枪焊接；

b.在线系统管路焊接，均使用单头焊枪；

c.单/双枪头焊枪的焊枪型号首选大号枪（或H01-12A或H01-06A）；喷嘴一般选用5#，可选用多孔或单孔喷嘴；根据使用情况可作适当调整。

6.3.7钎焊温度控制

a.预热过程紫铜管在焊接时应有一个预热过程。

预热温度一般掌握在400—500℃，此时紫铜管表面发黑，对于厚壁管或较大的紫铜焊接，预热温度可提高至600—600℃，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。

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，以焊缝为中心上下100mm为行程，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。

b.加热针对现有的情况，焊接有三种位置：

竖直焊、水平焊、倒立焊。

如下图所示：

c.三种施焊方式，加热方法如下图所示，管径大且管壁厚时，加热应近些。

为保证接头均匀加热，焊接时使火焰沿铜管长度方向移动，保证杯形口和附近10mm范围内均匀受热，但倒立焊时，下端不宜加热过多，若下端铜管温度太高，则会因重力和铺展作用使液态钎料向下流失。

注意事项：

①管径较大时应选用大号的焊嘴，反之则用小号的焊嘴；

②毛细管焊接时应尽可能避免直接对毛细管加热；

③管壁厚度不同时应着重对厚壁加热；

④螺纹管钎焊时，加热和保温时间比光铜管的时间要短些，以防钎料流失；

⑤先加热插入接头中的铜管，使热量传导至接头内部。

d.钎料添加

当铜管和杯形口被加热到焊接温度时呈暗红色，需从火焰的另一侧加入钎料，如果钎焊黄铜和紫铜，则需先加热钎料，焊前涂覆钎剂后方可焊接。

钎料从火焰的另一侧加入，有三方面的考虑，

其一：

钎料添入的方法应使火焰不直接烧熔钎料，否则易造成虚焊,防止钎料直接受火焰加热而因温度过高使钎料中的磷被蒸发掉，影响焊接质量,造成焊缝在使用中脆裂现象发生；

其二：

钎料在加热处的管壁上用摩擦法试探，钎料能迅速润湿母材,可检测接头部分是否均匀达到焊接温度；

其三：

钎料从低温侧向高温润湿铺展，低温处钎料填缝速度慢，所以让钎料在低温处先熔化、先填缝，而高温侧填缝时间要短些，这样可使钎料不致于在低温处填缝不充分而高温侧填缝过度而流失，也就是使钎料能均匀填缝。

焊接时，可能出现焊料成球状滚落到接合处而不附着于工件表面的现象，可能的原因是：

被焊金属未达到焊接温度而焊料已熔化或被焊金属不清洁。

6.3.8如管口水平焊接时，管壁预热加温与加入钎料时的焊枪火焰与b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；钎料从下往上多次反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。

6.3.9焊接毛细管时应特别注意插入的深度和加热的长短及采用外火焰时对准毛细管加热的方法；以图纸规定的插入深度为准或以插入不少于5mm为基准，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，可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直至工件冷却至常温，控制点为采用流量测试的方法。

6.4钎焊后焊点的表面处理

6.4.1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150℃以下时（直径28mm以下管40秒，直径28mm—66mm管3分钟（视液镜座因壁厚较厚按3分钟计），直径大于66mm管3-6分钟），才可以加速冷却，否则焊接部位容易产生裂纹。

6.4.2在有使用粉状焊剂焊接管路的焊口附近，会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，下线前必须用不滴水的湿布擦净焊口附近的焊剂；各线的钢质材料的接口防腐：

采用清洁擦块（或风磨机、钢丝刷、200#细沙布）擦净焊口表面后并涂清漆保护。

见图2所示（用清洁擦块清洁）。

6.4.3对于喷涂有油漆的配件接管焊接时，焊点油漆部位须用湿布进行保护焊接，焊接完成后须用清洁擦块打磨好并进行清漆保护。

如壳管式换热器、板式换热器、气液分离器、干燥过滤器、压缩机回、排气口部分、钢与钢、钢与铜的接头等。

6.5补焊注意事项

6.5.1焊接渗透深度不得小于壁厚的4倍且最低渗透深度﹥4mm，如果不能满足此要求，则需要修补。

6.5.2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，加热温度约400℃左右时，加热焊丝，焊粉涂上银焊丝（含银量往上靠）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，按上述钎焊方法，重点加热杯口附近，重新再焊。

6.5.3所有补焊前的金属表面，根据表面质量情况按前述方法作适当的处理。

图5.焊后清洁和涂清漆

6.6钎焊质量的检验

6.6.1外观检验方法和合格标准：

6.6.2目视钎料填充充足钎缝处形成圆角，园角光。

无虚焊、假焊及焊渣堆积现象，外观无氧化皮。

管内外无挂流，接工件及焊接处无裂纹，针孔、疏松、烧伤、节瘤、等缺陷；

6.6.3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。

6.6.4连接零件外形端正，无严重偏心、歪斜。

6.7焊接管路清洁度控制

6.7.1要求制冷剂系统用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。

管长小于250mm采用外塑料袋封装。

6.7.2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管路清洁度的要求。

管阀组件的焊接龙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；

6.7.3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。

6.7.4在室温低于15度时，如条件允许，可对助焊剂罐进行温水加热，并保证水温在35度以保证更好的焊接质量。

6.8焊接安全管理

6.8.1钎焊操作前应检查焊枪的连接管路和助焊剂罐有无泄漏及老化程度；检查助焊剂罐中助焊剂量及罐体的安全使用年限（5年）。

6.8.2焊接时戴防护墨镜、口罩和手套。

6.8.3钎焊操作前应检查焊炬的射吸能力，注意焊枪回火，每周检查一次回火止逆阀；每半年对回火止逆阀进行压力测试。

6.8.4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。

6.8.5焊接时用点火器点火，禁止使用气体打火机点火。

6.8.6焊接时注意周围的人和物，防止焊枪火焰烫伤，警示刚焊接完的工件，以防止工件烫伤他人。

6.8.7焊接完成后，应先关闭焊枪开关，再关闭助焊剂罐上阀门和气阀门后；并排空助焊剂罐到焊枪管路中的燃气。

6.9钎焊工焊接时必须严格按照焊料消耗定额参数来执行，该定额参数将作为日常工艺检查的内容：

序号

参数

管径

大约预热时间（S）

焊料使用量（mm）

焊料名称

1

φ6.35×0.65

3

6

φ2.0/5%/35%/45%银钎料和铜磷钎料

2

φ6.94×0.65

4

8

3

φ9.53×0.65

5

12

4

φ12.6×1.0

6

30

5

φ15.88×1.0

8

40

6

φ19.05×1.0

20

100

6

φ22.23×1.3

25

115

8

φ25.4×1.5

30

130

9

φ28.58×1.5

35

180

10

φ34.93×1.5

45

260

11

φ41.28×1.5

50

600

12

φ53.98×2.0

60

830

13

φ66.68×2.0

85

1140

14

φ69.38×2.0

100

1480

15

φ92.08×2.0

130

1890

7.0附件及表格

无