自动化高低温试验箱压缩机管道焊接技术指南

一、引言

二、焊接前准备

1. 管道材料及尺寸确认

• 首先要明确压缩机管道的材质，常见的有铜管（如紫铜管）和钢管。对于不同材质的管道，其焊接工艺和材料要求有所不同。同时，准确测量管道的外径和壁厚，根据管道尺寸选择合适的焊接设备和焊接工艺参数。例如，对于小直径铜管（如外径小于 10mm），可采用较小功率的焊接设备；而对于大直径钢管，则需要功率较大的焊接装置来确保焊接的熔深和强度。

2. 管道清洁与处理

• 焊接前必须对管道进行清洁。使用专用的管道清洗剂或砂纸去除管道端口的油污、氧化层和杂质。对于铜管，可以用细砂纸轻轻打磨端口，使其露出光亮的金属表面；对于钢管，除了打磨外，还可能需要进行除锈处理。清洁后的管道应避免再次污染，可采用密封包装或尽快进行焊接操作。

3. 焊接设备检查与调试

• 检查焊接设备的电气连接是否正常，确保设备能够正常通电。对于气体保护焊接设备（如氩弧焊设备），要检查氩气气源的压力是否充足（一般氩气压力应保持在 0.3 - 0.5MPa），气管连接是否牢固，流量计是否正常工作。调试焊接设备的电流、电压等参数，根据管道材质和尺寸初步设定合适的焊接参数范围。例如，焊接紫铜管时，电流可设置在 80 - 120A 之间，电压根据设备特性在 10 - 15V 左右调整，具体参数还需根据实际焊接情况进一步优化。

三、焊接材料选择

1. 焊接填充材料

• 对于铜管焊接，常用的填充材料是磷铜焊条。磷铜焊条具有良好的流动性和焊接性能，能够在较低温度下实现焊接，且焊缝强度较高。在选择磷铜焊条时，要注意焊条的直径应与管道壁厚相匹配，一般焊条直径为管道壁厚的 0.5 - 1 倍。例如，对于壁厚 1mm 的铜管，可选择直径 0.5 - 1mm 的磷铜焊条。

• 当焊接钢管时，根据钢管的材质（如碳钢、不锈钢等）选择相应的焊条。对于碳钢钢管，常用的焊条有 J422 等；对于不锈钢钢管，则需选用不锈钢焊条（如 E308、E316 等）。焊条的选择要考虑到钢管的化学成分、力学性能以及使用环境等因素，确保焊缝的耐腐蚀性、强度等性能满足要求。

2. 保护气体（针对气体保护焊）

• 在采用氩弧焊焊接铜管或不锈钢钢管时，需要使用氩气作为保护气体。氩气能够有效地防止焊接区域被空气氧化，提高焊缝的质量。氩气的纯度应不低于 99.99%，杂质含量过高会影响保护效果，导致焊缝出现气孔、氧化等缺陷。

四、焊接工艺参数确定

1. 焊接电流与电压

• 焊接电流和电压是影响焊接质量的关键参数。对于铜管焊接，如前所述，电流一般在 80 - 120A 范围内调整，电压在 10 - 15V 左右。在实际焊接过程中，要根据管道的壁厚、焊接速度以及焊接位置等因素进行微调。例如，当焊接较厚的铜管时，可以适当增加电流，以确保足够的熔深；而在焊接薄壁铜管时，则需控制电流，防止烧穿管道。

• 对于钢管焊接，焊接电流和电压的设置要根据钢管的材质和壁厚确定。以碳钢钢管焊接为例，使用 J422 焊条时，电流可在 100 - 150A 之间，电压在 20 - 25V 左右。不锈钢钢管焊接时，由于其导热性较差，焊接电流相对较小，一般在 80 - 120A 之间，电压在 15 - 20V 左右。

2. 焊接速度

• 焊接速度要适中，过快会导致焊缝熔合不良、出现未焊透等缺陷；过慢则可能使焊缝过宽、过热，影响焊缝的力学性能和外观质量。对于铜管焊接，焊接速度一般在 5 - 10mm/s 之间；对于钢管焊接，速度可在 3 - 8mm/s 范围内。在实际操作中，要根据焊接电流、电压以及管道的具体情况进行调整，确保焊缝均匀、连续且熔合良好。

3. 焊接角度

• 焊接时，焊枪与管道的夹角也很重要。对于平焊位置，焊枪与管道轴线的夹角一般在 70° - 80° 之间；对于立焊位置，夹角可适当减小至 60° - 70°；而在仰焊位置，夹角则在 50° - 60° 左右。正确的焊接角度能够保证焊接电弧稳定，熔池均匀，提高焊接质量。

五、焊接操作步骤

1. 定位与固定

• 将需要焊接的管道按照设计要求进行定位，确保管道的对接位置准确无误。可以使用专用的管道夹具或临时点焊的方式将管道固定，防止在焊接过程中管道发生位移。例如，对于两根对接的铜管，可以在管道的圆周上均匀地点焊 3 - 4 处，每处点焊长度约为 2 - 3mm，以保证管道的相对位置固定。

2. 预加热（针对铜管焊接）

• 对于铜管焊接，在正式焊接前可以对管道对接部位进行预加热。使用焊枪火焰在管道对接处缓慢移动，使管道均匀受热，温度一般控制在 400 - 500°C。预加热有助于提高焊接时的熔合性，减少焊接缺陷的产生。

3. 焊接过程

• 开启焊接设备，按照设定的焊接工艺参数进行焊接。对于氩弧焊，先开启氩气，调节好氩气流量（一般为 5 - 10L/min），然后引弧开始焊接。在焊接过程中，焊枪要保持稳定的移动速度和焊接角度，使焊缝均匀地形成。焊接时要注意观察熔池的状态，熔池应明亮、清晰且形状规则。对于铜管焊接，当使用磷铜焊条时，将焊条轻轻送入熔池，使其与母材充分熔合；对于钢管焊接，要根据焊条的种类和焊接工艺要求进行送条操作。

4. 收弧

• 焊接完成后，要进行收弧操作。对于氩弧焊，应逐渐减小焊接电流，直至电弧熄灭，以避免收弧处出现弧坑等缺陷。收弧后，不要立即移开焊枪，要让氩气继续保护焊接区域一段时间（一般为 3 - 5 秒），防止焊缝氧化。

六、焊接后质量检验

1. 外观检查

• 首先对焊接后的管道进行外观检查。焊缝应均匀、连续，无气孔、裂纹、未焊透、咬边等缺陷。焊缝的宽度应符合焊接工艺要求，一般为管道壁厚的 1 - 2 倍。例如，对于壁厚 1.5mm 的管道，焊缝宽度应在 1.5 - 3mm 之间。焊缝表面应光滑，无明显的凹凸不平。

2. 密封性检验

• 采用压力测试的方法检验焊接管道的密封性。将焊接好的管道系统连接到压力测试设备上，充入一定压力的氮气或制冷剂（如 R22、R410A 等），一般压力为设计工作压力的 1.2 - 1.5 倍。例如，若试验箱制冷系统的设计工作压力为 1.5MPa，则压力测试时可充入 1.8 - 2.25MPa 的气体。保压时间不少于 24 小时，观察压力是否下降。如果压力下降超过规定范围（如 0.02MPa），则说明管道存在泄漏，需要检查并修复泄漏点。

3. 无损检测（可选）

• 对于要求较高的压缩机管道焊接，可采用无损检测方法进一步检验焊缝质量。如采用 X 射线探伤或超声波探伤技术，检测焊缝内部是否存在缺陷。X 射线探伤能够直观地显示焊缝内部的气孔、夹渣、裂纹等缺陷；超声波探伤则通过超声波在焊缝中的反射特性来判断焊缝的质量。根据相关标准和产品要求，确定焊缝的合格等级，对不合格的焊缝进行返修处理。

七、总结