换热器设备中 T3 纯铜换热管与 07Cr19Ni11Ti 不锈钢壳体的焊接性能分析

该换热器设备采用T3纯铜作为换热管，07Cr19Ni11Ti）不锈钢作为壳体，两种材料具有一些特殊的物理性能。

1）材料焊接性分析

奥氏体不锈钢有一定的淬硬倾向，具有特殊的物理性能，焊接后易产生残余应力，导致热裂纹的产生。同时焊接时有害杂质的偏析形成液相夹层，也增加了裂纹产生的倾向。非球面不锈钢焊接接头在高温或低温下工作时容易变脆。

纯铜的物理性质决定了它的焊接性比较差，焊接后母材与填充金属不能很好地熔合，容易产生未焊透，冷却后变形严重，而且容易产生较大的焊接应力，杂质的影响可能引起热裂纹。用氩弧焊焊接纯铜时，如果有少量的氢气或水蒸气进入焊缝，就很容易出现气孔。

奥氏体不锈钢与纯铜的物理性质差别较大，加之由于焊缝化学成分的原因，焊接时焊缝及熔合区易产生热裂纹、气孔、接头未熔合等缺陷，只有采用正确的操作方法才能保证质量。

（2）焊接参数的选择

①焊丝

由于镍在液态和固态下都能与铜无限熔合，焊接时采用纯镍作填充材料，可有效消除铜的有害影响，防止裂纹产生，故选用直径2mm的纯镍焊丝。

②喷嘴直径与气体流量

金属电弧焊对熔池的保护要求较高，保护不好焊缝表面会产生皱纹，所以喷嘴直径选择20mm，氩气流量选择35~40L/min。

③电源极性

为保证电弧稳定性，选择反极性较好的直流熔化极焊机，焊接电流为90~210A。

（3）焊前准备

从纯钢管外端到不锈钢板

①不锈钢板与纯铜管不开坡口，纯铜管伸出端距不锈钢板距离1mm进行焊接，T3与07Gr19Ni11Ti的接头形式如图所示。

②清除工件表面的油污、水份及其它杂质。

③用丙酮擦洗不锈钢，并在其表面（焊缝处除外）涂上粉笔粉，避免飞溅损坏表面。

④ 焊丝不得含有油污、水分等杂质，焊接接头应选择平焊位置。

4）操作要点

① 在引弧板上引出电弧，待电弧稳定后，慢慢地将电弧移向焊缝。

②焊接扭矩倾斜角度为70°~85°，喷嘴距工件距离为5~8mm。

③焊枪运转时，使电弧先向纯铜管方向移动，纯铜管熔化后，再向不锈钢方向移动，保持电弧中心稍偏向纯铜管。

④焊接过程中，根据电流波动情况，密切注意焊接速度与焊缝熔合的关系，及时调整焊枪圆周运动速度，确保熔池得到充分保护。收弧时应将弧坑填满。

⑤ 完成一道焊缝后，用木锤敲击焊缝附近区域，消除焊接应力。

⑥焊接完毕后，清除表面的白垩粉残留物，并用铜丝刷清理干净焊接表面。