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铜及铜合金的焊接课件
铜及铜合金的焊接 1 概 述 铜是人类发现和使用最早的金属之一。 我国于公元前二千年就已大量生产、使用青铜。 十八、十九世纪,欧洲是铜的主要供给地。 十九世纪末,美国开始开采大铜矿,炼铜工业逐渐发展。 二十世纪,前苏联、智利、加拿大和非洲兴起了炼铜工业。 随着焊接技术的发展,铜在工业及人们生活中的应用日益广泛。 2 铜 的 生 产 炼铜的基本过程: 反射炉熔炼——转炉吹炼——火法精炼——电解精炼 3 铜的性质与用途 3.1 铜的性质 (1)熔点:1083℃,沸点:2310 ℃; (2)比重:8.89g/cm3; (3)导电性好,为钢的6倍,仅次于银; (4)导热性好,为钢的8倍,为银的73%; (5)热膨胀系数大,为钢的1.4倍; 3.2 铜 的 用 途 铜的用途广泛: 导线、器皿、光学仪器、换热器、粉末冶金、防腐油漆、杀虫剂、除草剂、化工、染料、玻璃工业、机电工业、家用电器等。 制造一部3千瓦的发电机约需580公斤铜,100公里的150mm2输电线约需400吨铜! 4 铜合金的主要合金元素及其影响 合金元素的影响:强度、化学稳定性、变形性能、焊接性等。 Zn:使焊接性变差,蒸气有毒。 Sn:10%以下对弧焊之性能基本无影响。 Si:有脱氧作用并有利于焊接性。 Fe、Mn :一般含量较低,不影响焊接性。含 Mn(2 %~5%)的青铜焊接性得到改善。 5 铜材的种类及其特性 5.1 铜材的种类及其符号表示 ?德国标准的表示符号 纯铜:SF—Cu SF、SE、SW:无氧脱氧铜 铜合金:以其化学成分表示—— 例如:Ni10Fe1Mn ? 中国的表示符号 纯铜:T1~T4,即一号铜至四号铜,纯度依次降低。 无氧铜:TU后加1、2数字或脱氧元素组成,如:TU1、TU2、TUP、TUMn。 共分为四大类: 紫铜:纯铜 黄铜:H62、H59 青铜:QAI9-2、QBe2.5、QSnP10-1 白铜:B10、B30 5.2 铜 材 的 特 性 5.2.1 纯铜 (1)韧铜 含有少量的氧(0.01~0.07%,以氧化物的形式存在),导电性好,但易产生焊接裂纹。 (2)无氧脱氧铜 用P、Si等脱氧,含氧量极少(0.008%以下),焊接性好。 5.2.2 铜 合 金 (1) Cu—AI系:一般AI为7~11%; (2) Cu—Ni系:含Ni量低于50%,常用者为 10~30% Ni; (3) Cu—Zn系:常用者为H62等。 (4) Cu—Mn系:常用者为Cu-Mn2~ Cu-Mn5 (DIN1766)。熔点、热膨胀系数均低,焊接性好。 (5) Cu—Si系:导热系数小,焊接性好。 6 焊接工艺条件要点 6.1 焊接前清理:坡口面、接缝两侧50mm; 6.2 工艺条件的一般要求 (1)采用大电流; (2)合理设计坡口形式; (3)重视焊接顺序; (4)推荐:薄板TIG焊,厚板埋弧焊; (5)气体保护焊采用Ar或(Ar+He)混合气体。 6.3 电源极性及工艺参数 (1)TIG焊一般采用直流正接,AI、Be青铜用直流反接或交流; (2)MIG焊采用直流反接; (3)相关资料的工艺参数仅作参考。 7 焊接质量的相关问题及对策 7.1 纯铜 问题:热裂纹、氢蚀裂纹、气孔。 对策:(1)用有脱氧剂的焊丝(Mn、Si、Ti); (2)高温预热; (3) 焊后缓冷; (4)磁力搅拌熔池。 7.2 铜合金 问题:易产生
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