氣體火焰釬焊操作技術

所謂氣體火焰釬焊是利用可燃氣體與氧氣混合燃燒的火焰進行加熱的一種釬焊方法。一般情況下，氣體火焰釬焊的操作流程如下圖所示。 

 1. 焊前清理

焊前要清除焊件表面及接合處的油污、氧化物、毛刺及其它雜物，保證銅管端部及接合面的清潔與干燥，另外還需要保證釬料的清潔與干燥。

焊件表面的油污可用丙酮、酒精、汽油或三氯乙烯等有機溶液清洗，此外熱的堿溶液除油污也可以得到很好的效果，對于小型復雜或大批零件可用超聲波清洗。

表面氧化物及毛刺可用化學浸濕方法清理，然后在水中沖洗干凈并加以干燥。

2.       清潔度檢驗

一般的焊件在焊前已有專門的清潔工序，但仍有可能因處理工序不佳或儲存方式不正確而使焊件表面

留有油污或水份，因此在接頭裝配和焊接前仍需以目視和觸摸的方式檢驗焊件表面的清潔度和干燥度，若發現焊件不干凈、潮濕或被氧化，應挑出來重新處理方可焊接。另外，焊料被污染應放棄使用或清洗后再使用。

3.       接頭安裝

釬焊的接頭形式有對接、搭接、T型接、卷邊拉及套接等方式，制冷系統所采用的均為套接方式，不得采用其它接頭方式。

 釬焊接頭的安裝須保證合適均勻的釬縫間隙，針對所使用的銅磷釬料，要求釬縫間隙（單邊）在0.05mm~0.10mm之間。間隙過大會破壞毛細作用而影響釬料在釬縫中的均勻鋪展，另外，過大的間隙也會在受壓或振動下引起焊縫破裂和出現半堵或堵現象；間隙過小會妨礙液態釬料的流入，使釬料不能充滿整個釬縫使接頭強度下降；釬縫間隙不均勻，會妨礙液態釬料在釬縫中的均勻鋪展，從而影響釬焊質量。

對于套接形式的釬焊接頭，選擇合適的套接長度是相重要的，一般銅管的套接長度在5~15mm，（注：壁厚大于0。6mm直徑大于8 mm的管其套接長度不應小于8 mm），毛細管的套接長度在10 mm -15mm，若套接管長度過短易使接頭強度（主要指疲勞特性和低溫性能）不夠，更重要的是易出現焊堵現象。

4. 安裝檢驗

接頭安裝完畢后，應檢驗釬焊接頭是否有變形、破損及套接長度是否合適，如圖所示不良接頭應力求避免，若出現不良接頭應拆除重新安裝后方可焊接。

不良接頭示意圖

5. 充氮保護

接頭安裝經檢查正常后開啟充氮閥進行充氮保護，以防止銅管內壁受熱而被空氣所氧化。焊前的充氮時間要求應依據具體工序的作業指導書要求，為保證焊接前和焊接后有充足的氮氣保護，對充氮要求如表所示。按沖氮的方式不同又分為自動沖氮和手動沖氮，當管子方向不同時，自動沖氮所用的工具又不同（如下圖所示）。一般來說，手動沖氮停留的時間為3-5秒就需快速焊接。

表：充氮參數表

6. 調節火焰

焊接氣體由助燃氣體（氧氣）和可燃氣體（液化石油氣---LPG）兩部分組成。LPG的主要成分是丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）及一定量的丙烯（C3H6）和丁烯（C4H8）等碳氫化合物。此外為了增加液態釬料潤溫性及防止銅管外表被氧化，在O2-LPG混合氣體中加入了氣體助焊劑（其主要成分為硼酸三甲酯，要求含量為55~65%）。三種氣體混合物燃燒溫度可達2400攝氏度。

O2-LPG氣體火焰可根據氧氣與LPG的混合比不同，有三種不同性質的火焰：氧化焰、中性焰和還原焰（亦叫碳化焰），三種火焰。如圖所示。當O2與LPG的體積比為了3.5時為中性焰，小于3.5時為還原焰，大于3.5時則為氧化焰。 

火焰調節方法：首先打開LPG氣閥，點火后調節氧氣閥調出明顯的碳化焰后再緩慢調大氧氣閥直到白色外焰距蘭色2~4mm，此時外焰輪廓已模糊,即內焰與焰心將重合,此時的火焰為中性焰,再調大氧化則變為氧化焰,氧化焰的焰心呈白色,其長度隨氧氣量增大而變短.焊接銅管時應使用中性焰,盡量避免用氧化焰和碳化焰.氣體助焊劑流量大小則需調到外焰呈亮綠色,另外也可依據焊后銅管的顏色來調節氣體助焊劑,當焊后銅管有變黑的傾向時,則應調大氣體助焊的流量,直到焊后銅管呈紫色為止.圖3-4為一般焊嘴(單孔)的火焰示意圖,當用多嘴噴時,則相當于多個上述火焰集合而成,其中邊孔火焰較短,而中孔火焰較長.焊接時LPG的流量選擇參表。

7．焊炬形式及焊嘴選擇

使用通用焊炬進行釬焊時，最好使用多孔噴嘴（通常叫梅花嘴），此時得到的火焰比較分散，溫度比較適當，有利于保證均勻加熱；對于孔徑≥16mm的管子，為確保其均勻受熱，在焊槍能擺開的位置建議采用多頭焊嘴（又稱羊角嘴）；這樣能在短時間內完成焊接程序，不會發生過燒現象。而對于焊單條毛細管接頭時應采用乙炔焊嘴形式，但孔徑在在￠2.5mm~￠2.8mm之間，避免毛細管發生過燒現象，應采取直嘴（如下圖3-5所示）

8. 加熱

針對現有的情況，焊接有三種位置：豎直焊、水平焊、倒立焊。      

三種施焊方式如上圖所示，加熱時焊嘴距焊件20-40mm范圍內，管徑大且管壁厚時，加熱應近些。為保證接頭均勻加熱，焊接時使火焰沿銅管長度方向移動，保證杯形口和附近10mm范圍內均勻受熱，但倒立焊時，下端不宜加熱過多，若下端銅管溫度太高，則會因重力和鋪展作用使液態釬料向下流失。

注意事項：

（1）      管徑較大時應選用大號的焊嘴，反之則用小號的焊嘴；

（2）      毛細管焊接時應盡可能避免直接對毛細管加熱；

（3）      管壁厚度不同時應著重對厚壁加熱；

（4）      螺紋管釬焊時，加熱和保溫時間比光銅管的時間要短些，以防釬料流失；

（5）      先加熱插入接頭中的銅管，使熱量傳導至接頭內部。

9. 加入釬料、釬劑

當銅管和杯形口被加熱到焊接溫度時分呈暗紅色）需從火焰的另一側加入釬料，如果釬焊黃銅和紫銅，則需先加熱釬料，焊前涂覆釬劑后方可焊接。焊料的加入方式如圖3-3所示。

釬料從火焰的另一側加入，有三方面的考慮，其一是防止釬料直接受火焰加熱而因溫度過高使釬料中的磷被蒸發掉，影響焊接質量；另一方面可檢測接頭部分是否均勻達到焊接溫度；第三方面考慮是釬料從低溫側向高溫側潤濕鋪展，低溫處釬料填縫速度慢，所以讓釬料在低溫處先熔化、先填縫，而高溫側填縫時間要短些，這樣可使釬料不致于在低溫處填縫不充分而高溫側填縫過度而流失，即使釬料能均勻填縫。焊接時，可能出現焊料成球狀滾落到接合處而不附著于工件表面的現象，可能的原因是：被焊金屬未達焊接溫度而焊料已熔化或被焊金屬不清潔。

10. 加熱保持

當觀察到釬料熔化后，應將火焰稍稍離開工作，焊嘴離焊件40-60mm范圍，待釬料填滿間隙后，焊炬慢慢移開接頭，繼續加入少量釬料后再移開焊炬和釬料。

11. 焊后處理

焊后應清除焊件表面的雜物，特別是黃銅與紫銅焊接后應用清水清洗或砂紙打磨焊件表面，以防止表面被腐蝕而產生銅綠。自動焊接時應用最后一排槍噴出氣體助焊劑的氛圍中冷卻，防止高溫的銅管在冷卻過程中被氧化。

12. 焊后檢驗

對釬焊接的質量要求如下：

a.      焊縫接頭表面光亮，填角均勻，光滑圓弧過度。

b.      接頭無過燒、表面嚴重氧化、焊縫粗糙、焊蝕等缺陷。

c.      焊縫無氣孔、夾渣、裂紋、焊瘤、管口堵塞等現象。

d.      部件焊接成整機后，按GBT7725-1996第6.3.1項試驗時，焊縫處不準有制冷劑泄漏。

關于焊后泄漏檢驗，一般有三種方法：

 1）壓力檢漏：給焊后的熱交換器充0.5Mpa以上的N2，然后對焊接接頭噴灑中性的洗滌劑，觀察10秒鐘內有無氣泡產生，若有氣泡產生則判為泄漏，需補焊或重焊。此方法檢驗精度較低。

2）鹵素檢漏：此方法用于充雪種后的熱交換器檢漏。將鹵素檢漏儀的精度選擇為2g/年，用探針沿各焊接接頭處移動（探針離工件應保持在5mm以內，移動速度為2-5cm/s），若制冷劑泄漏速度大于g/年，則檢漏儀將自動報警。此方法較壓力檢漏精度高，但受人為因素影響較大。

3）真空箱氦質譜檢漏：向熱交換器中充入一定壓力的氦氣，然后將其放入真空箱，并對真空箱抽真空至20Pa，此時通過探測儀檢驗真空箱中是否有熱交換器泄漏出的氦氣。此方法比鹵素檢驗精度更高，但它僅能檢驗熱交換器是否有泄漏，而不能檢驗出具體的泄漏位置。

焊后應立刻檢查焊縫是否飽滿、圓滑、填縫是否充分、是否有氧化、焊蝕、氣孔、夾渣、漏氣及焊堵塞等現象，若檢查發現有異常，則依“常見釬焊缺陷及處理對策”進行異常處理。