—．實驗的提出
該試驗主要是針對透平膨脹機供油裝置上的冷卻器紫銅--不銹鋼(碳鋼)管板接頭在焊接中出現的問題而提出的。該類接頭目前采用的是紫銅管與黃銅板材料，這樣是為了便于采用錫釬焊：同時為了提高耐壓值使用了脹接工藝，另外為了方便進行整體鋪錫，還特意把黃銅板的管孔附近設計工藝槽。
由于釬焊與脹接是互相矛盾的丁藝，脹接需冷收縮而鋪錫要熱膨脹，往往先脹接好的管口一經加熱就出現松動現象，造成漏錫及接頭強度降低，有些接頭根本達不到使用要求，較后只得采取管口封死等措施，才能保證使用。據了解，目前低溫機械公司生產的冷卻器，基本上每臺都有出現此類情況，造成冷卻效率下降。即使采用這樣復雜的工藝，接頭的強度也還是比較低，大約只能承受2.5MPA左右，而油泵的較大供油壓力為4.0MPA，這給裝置的正常運行帶來了隱患。
較后一點就是采用整體鋪錫釬焊方式，產品外觀質量較差。因此，就迫切的要求找到一種既能提高接頭的焊縫強度，又簡便易于實現，同時又能降低成本的焊接工藝方法。
根據多收集資料、了解專業信息，從分析鋼與紫銅的焊接性能 入手筆，我們提出采用手工鎢極氬弧焊工藝解決該接頭強度及氣密性 的問題。
二．鋼與紫銅的焊接性能分析
1、鋼與紫銅的焊接特點
Fe與Cu的原子半徑、點陣類型、晶格常數及外層電子數都比較接近，這對鋼與紫銅之間的焊接比較有利。但是，鋼與紫銅的熔化焊接還有一定的難度，主要如下：
(1).鋼與銅的物理性能不同，熔點及線膨脹系數差異大。紫銅的線膨脹系數大，在焊接過程中會產生較大的焊接應力。
(2).銅的導熱系數是鋼的8倍多，熔池的冷卻速度比鋼要大得多，氫的擴散逸出和水的上浮條件更為惡劣，形成氣空的敏感性增大。
(3).在焊縫或近縫區易產生熱裂紋，影響接頭的強度及氣密性，這是焊接工藝中重點要解決的問題。由于鋼與紫銅中含有—定量的雜質，如氧、硫、磷等。在焊接過程叫，這些雜質元素易形成各種低熔點的共晶體和脆性化合物而存于焊縫晶界處，嚴重削弱了金屬在高溫時的晶間結合力，是焊縫產生熱裂紋的主要原因。
此外，焊縫中的鐵元素對熱裂紋傾向的影響比較大。據有關資料介紹，當鐵含量在10～43％時，焊縫具有較好的抗裂性能。因此，控制焊縫的熔合比是相當重要的環節。
2.焊接要點
(1)．合理控制焊接熱循環，改善焊接應力狀態和消除氧化物、硫化物以及低熔點共晶體的有害作用。具體地的方法就是采用熱量集中的焊接方法，即:手工鎢極氬弧焊接。另外可采焊前預熱的辦法。
(2).正確選擇焊接材料，控制焊縫的化學成分，限制有害雜質的含量。
(3)．擰制焊縫熔介比，以保證鐵在焊縫中的含量在10—43％之間，使焊縫具有良好的抗裂性能。
(4)．采用合理的接頭型式，改善接頭的工藝性能和抗裂性能。
(5)．嚴格進行焊接前期處理。
三、實驗方法、內容及接頭性能
1．試驗依據：參照CBl51附錄C的要求進行。
2．試驗：采用不同的焊接材料及坡口型式進行實驗
3．檢驗內容：焊縫外觀進行滲透檢測(PT)、剖面進行金相宏觀檢測、強度及氣密性試驗。
強度及氣密性試驗：
4．各種試驗方法及檢測結果：
(1)．紫銅與不銹鋼管板接頭的焊接見下表：
序號
焊接材料
焊接規范參數
表面
滲透
檢測
宏觀
金相
強度及氣
密性試驗
備 注
1
HS201
焊接電流：I=80～100A
保護氣體流量：Ar=10～151／min
氣體純度≥99.99％
無裂
紋氣
孔等
缺陷
無宏
觀缺
陷
壓力=
6.0MPa。
滿足要
求
1.試板管
口倒角
2×45°
2.管規格
∮10×1
2
HS201
焊接電流：I=80～100A
保護氣體流量：Ar=10～151／min
氣體純度≥99.99％
無裂
紋氣
孔等
缺陷
無宏
觀缺
陷
壓力=
6.0MPa。
滿足要
求
1.試板管
口倒角
2×45°
2.管規格
∮16×3
(2).紫銅管與碳鋼管板的焊接見下表
序號
焊接材料
焊接規范參數
表面
滲透
檢測
宏觀
金相
強度及氣
密性試驗
備 注
1
HS201
焊接電流：I=80～100A
保護氣體流量：Ar=10～151／min
氣體純度≥99.99％
無
缺陷
無
缺陷
壓力=
6.0MPa。
滿足要
求
試板管
口倒角
2×45°
2
HS201
焊接電流：I=80～100A
保護氣體流量：Ar=10～151／min
氣體純度≥99.99％
無
缺陷
無
缺陷
壓力=
6.0MPa。
滿足要
求
試板管
口倒角
2×45°
5.結論
綜合以上兩組實驗說明：只要選擇正確的接頭坡口型式、合適的焊接材料、合理的焊接規范，采用手工鎢極氬弧焊是可以達到紫銅管與不銹鋼(碳鋼)管板接頭的強度及氣密性的要求，能夠滿足產品的設計要求的。
四．焊接工藝及焊接要點
(一).焊接工藝
1.焊接方法：手工鎢極氬弧焊
2.焊接材料：紫銅焊絲HS201 ∮2