止水铜片铜合金的可焊性

浏览次数:1154 日期:2020-01-01 11:47:54
止水铜片铜合金的可焊性
铜合金适合于软钎焊和硬钎焊,许多止水铜片铜及铜合金还可以用各种气焊、保护电弧焊和电阻焊进行焊接。添加少量磷可以提高铜合金材料的焊接性能。

止水铜片铜合金所适宜的主要焊接方法。

与其他金属相比,止水铜片铜及铜合金在化学成分、物理性能方面有独特之处,焊接时有以下特点;

(1)热导率对止水铜片铜及铜合金焊接性能的影响很大,焊接铜及铜合金时,焊接热量很快传入母材中,填充金属与熔池金属不易很好地熔合,易产生焊不透的现象,焊后变形比较严重,外观成型差。这是由于铜的高导热造成的,铜的热导率在20℃和1000C时分别为393.6W/(m·K)和326.6W/(m·K),比普通碳钢大7~11倍,使母材与填充物难以熔合。即使采用热输入集中的电弧焊方法来焊接导热系数较低的铜合金,也需要预热或焊接过程中同步加热。母材厚度越大散热越严重,越难达到熔化温度。焊道层间温度应与预热温度相同:铜合金不合金钢那样常进行焊后热处理,但可控制冷却速度以尽量减小残余应力和热性。焊接高导热的工业铜和低合金铜时,必须选用能保证最大热输入量的电流种类和保护气体,以补偿从焊接区迅速散失的热量。

(2)焊接时,铜能与其中的杂质生成熔点为270℃的(Cu+Bi)、熔点为326℃的(Cu+Pb)、熔点为1064℃的(Cu2O+Cu)、熔点为1067℃的(Cu+Cu等多种低熔点共晶物。它们在结晶过程中分布在枝晶间或晶界处,使铜及铜合金具有明显的热脆性。同时止水铜片铜和铜合金的膨胀系数和收缩率较大,增加了焊接接头的应力,更增加了接头的热裂倾向。为避免接头裂纹的出现,焊接时可采取一冶金措施:严格限制铜中的杂质含量;增强对焊缝的脱氧能力,通过焊丝加入硅、锰、磷等合金元素;选用能获得双相组织的焊丝,使焊缝晶粒细化,晶界增多,使易熔共晶物分散、不连续。

(3)熔焊铜及铜合金时,气孔出现的倾向比低碳钢要严重得多。由于铜及其合金导热系数大,熔池停留时间短,使得焊缝中出现气孔的倾向加剧,成为铜及其合金熔焊的主要困难之一。所形成的气孔几乎分布在焊缝的各个部位。铜中的气孔主要是由溶解的氢直接引起的扩散性气孔和氧化还原反应引起的反应性气孔。减少或消除铜焊缝中的气孔,主要的措施是减少氢和氧的来源和用余热来延
长熔池存在时间,使气体易于逸出。采用含铝、钛等强脱氧剂的焊丝,或在铜合金中加入铝、锡等元素都会获得良好的效果。另外,铜中的镉、锌、磷等元素的沸点低,在焊接过程中这些元素的蒸发可1能会形成气孔。因此,当焊接含有这些元素的止水铜片铜合金时,可采用快速焊和含有这些元素的填充丝。

(4)止水铜片铜及铜合金在熔焊过程中,由于晶粒严重长大、杂质和合金元素的渗入、有用合金元素的氧化、蒸发等,使焊接头性能发生很大的变化,如塑性严重变坏、电导率下降、耐蚀性能下降及接头力学性能降低等。改善接头性能的措施,除了减弱热作用、焊后进行消除应力热处理外,主要的冶金措施是控制杂质含量和通过合金化对焊缝进行变质处理。但有时这些措施是相互矛盾的。例如变质处理、细化焊缝组织可改善塑性,提高耐蚀性能,但会带来导电性能的下降因此需要根据不同止水铜片铜合金接头的要求来选用。


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