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          止水銅片銅合金的可焊性

          瀏覽次數:2006 日期:2020-01-01 11:47:54
          止水銅片銅合金的可焊性
          銅合金適合于軟釬焊和硬釬焊,許多止水銅片銅及銅合金還可以用各種氣焊、保護電弧焊和電阻焊進行焊接。添加少量磷可以提高銅合金材料的焊接性能。

          止水銅片銅合金所適宜的主要焊接方法。

          與其他金屬相比,止水銅片銅及銅合金在化學成分、物理性能方面有獨特之處,焊接時有以下特點;

          (1)熱導率對止水銅片銅及銅合金焊接性能的影響很大,焊接銅及銅合金時,焊接熱量很快傳入母材中,填充金屬與熔池金屬不易很好地熔合,易產生焊不透的現象,焊后變形比較嚴重,外觀成型差。這是由于銅的高導熱造成的,銅的熱導率在20℃和1000C時分別為393.6W/(m·K)和326.6W/(m·K),比普通碳鋼大7~11倍,使母材與填充物難以熔合。即使采用熱輸入集中的電弧焊方法來焊接導熱系數較低的銅合金,也需要預熱或焊接過程中同步加熱。母材厚度越大散熱越嚴重,越難達到熔化溫度。焊道層間溫度應與預熱溫度相同:銅合金不合金鋼那樣常進行焊后熱處理,但可控制冷卻速度以盡量減小殘余應力和熱性。焊接高導熱的工業銅和低合金銅時,必須選用能保證最大熱輸入量的電流種類和保護氣體,以補償從焊接區迅速散失的熱量。

          (2)焊接時,銅能與其中的雜質生成熔點為270℃的(Cu+Bi)、熔點為326℃的(Cu+Pb)、熔點為1064℃的(Cu2O+Cu)、熔點為1067℃的(Cu+Cu等多種低熔點共晶物。它們在結晶過程中分布在枝晶間或晶界處,使銅及銅合金具有明顯的熱脆性。同時止水銅片銅和銅合金的膨脹系數和收縮率較大,增加了焊接接頭的應力,更增加了接頭的熱裂傾向。為避免接頭裂紋的出現,焊接時可采取一冶金措施:嚴格限制銅中的雜質含量;增強對焊縫的脫氧能力,通過焊絲加入硅、錳、磷等合金元素;選用能獲得雙相組織的焊絲,使焊縫晶粒細化,晶界增多,使易熔共晶物分散、不連續。

          (3)熔焊銅及銅合金時,氣孔出現的傾向比低碳鋼要嚴重得多。由于銅及其合金導熱系數大,熔池停留時間短,使得焊縫中出現氣孔的傾向加劇,成為銅及其合金熔焊的主要困難之一。所形成的氣孔幾乎分布在焊縫的各個部位。銅中的氣孔主要是由溶解的氫直接引起的擴散性氣孔和氧化還原反應引起的反應性氣孔。減少或消除銅焊縫中的氣孔,主要的措施是減少氫和氧的來源和用余熱來延
          長熔池存在時間,使氣體易于逸出。采用含鋁、鈦等強脫氧劑的焊絲,或在銅合金中加入鋁、錫等元素都會獲得良好的效果。另外,銅中的鎘、鋅、磷等元素的沸點低,在焊接過程中這些元素的蒸發可1能會形成氣孔。因此,當焊接含有這些元素的止水銅片銅合金時,可采用快速焊和含有這些元素的填充絲。

          (4)止水銅片銅及銅合金在熔焊過程中,由于晶粒嚴重長大、雜質和合金元素的滲入、有用合金元素的氧化、蒸發等,使焊接頭性能發生很大的變化,如塑性嚴重變壞、電導率下降、耐蝕性能下降及接頭力學性能降低等。改善接頭性能的措施,除了減弱熱作用、焊后進行消除應力熱處理外,主要的冶金措施是控制雜質含量和通過合金化對焊縫進行變質處理。但有時這些措施是相互矛盾的。例如變質處理、細化焊縫組織可改善塑性,提高耐蝕性能,但會帶來導電性能的下降因此需要根據不同止水銅片銅合金接頭的要求來選用。

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