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铜及铜合金的焊接特点与工艺

2017年05月11日08:46 青岛丰东热处理

工业上用于焊接的有紫铜、黄铜和青铜。与低碳钢相比,焊接性较差,其焊接特点如下。

(1)难熔合铜及铜合金的导热性很强,焊接时热量很快从加热区传导出去,导致焊件温度难以升高,金属难以熔化,填充金属与母材不能良好熔合。另外,由于流动性好,造成焊缝成形能力差。

(2)易变形开裂铜及铜合金的线膨胀系数及收缩率都较大,并且由于导热性好,使焊接热影响区变宽,导致焊件易产生较大的变形。另外,铜及铜合金在高温液态下极易氧化,生成的氧化铜与铜形成低熔点共晶体沿晶界分布,使焊缝的塑性和韧性显著下降,易引起热裂纹。

(3)易形成气孔和产生氢脆现象铜在液态时能溶解大量氢,而凝固时,溶解度急剧下降,凝固时氢气来不及析出,在焊缝中形成气孔并会造成氢脆。

(4)铜合金中存在易氧化元素如锌、镍、锰等,焊接中氧化严重,使焊接更加困难,接头力学性能和耐蚀能力下降。

针对铜及铜合金的焊接特点,焊接过程中应采取以下工艺措施保证焊接质量。

(1)选择热源能量密度大的焊接方法,在焊前进行150℃~550℃预热。

(2)选择适当的焊接顺序,并在焊后锤击焊缝,以减小应力,防止变形、开裂。

(3)焊前彻底清除氧化物、水分、油污,以减少铜的氧化和吸氢。

(4)焊接过程中使用熔剂对熔池脱氢,在电焊条药皮中加入适量萤石,以增强去氢作用。降低熔池冷却速度,以利氢的析出。

(5)焊后进行退火热处理,以细化晶粒并减小晶界上低熔点共晶的不利影响。

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