铜与铜合金的焊接介绍.doc

word格式完美整理 可编辑版 铜及铜合金的焊接介绍 1铜及铜合金的分类 纯铜是紫红色，俗称紫铜。在纯铜的基础上加入不同的合金元素，可以成为不同性能的铜合金，常用的铜合金有黄铜、青铜及白铜等。 2铜及铜合金的焊接性 铜及铜合金经辗压或拉伸成不同厚度的铜板及铜合金板，不同规格的管子或各种不同形状的材料，都可以用焊接的方法制成各种不同的产品。铸造的铜及铜合金是通过模型直接浇铸成需要形状的部件或产品，焊接只用于修复或补焊。在焊接与补焊中易产生下列不良影响： 2.1难熔合：铜及铜合金的导热性比钢好的多，铜的导热系数是钢的7倍，大量的热被传导出去，母材难以象钢那样局部熔化，对厚大铜及铜合金材料的焊接应焊前预热，采用功率大，热量集中的焊接方法进行焊接或补焊为宜。 2.2易氧化：铜在常温时不易被氧化。但随着温度的升高，当超过300℃时，其氧化能力很快增大，当温度接近熔点时，其氧化能力最强，氧化的结果生成氧化亚铜（Cu2O）。焊缝金属结晶时，氧化亚铜和铜形成低熔点（1064 2.3易产生气孔：铜导热性好，焊接熔池，比钢凝固速度快，液态熔池中气体上浮的时间短来不及逸出也会形成气孔。 2.4易产生热裂纹：铜及铜合金焊接时在焊缝及熔合区易产生热裂纹。形成裂纹的主要原因： 2.4.1铜及铜合金的线膨胀系数几乎比低碳钢大50％以上，由液态转变到固态时的收缩率也较大，对于刚性大的工件，焊接时会产生较大的内应力。 2.4.2熔池结晶过程中，在晶界易形成低熔点的氧化亚铜—铜的共晶物（Cu＋Cu2O）。 2.4.3凝固金属中的过饱和氢向金属的显微缺陷中扩散，或者它们与偏析物（如Cu2O）及应生成的H2O在金属中造成很大的压力。 2.4.4母材中的铋、铝等低熔点杂质在晶界上形成偏析。 2.4.5施焊时，由于合金元素的氧化及蒸发、有害杂质的侵入，焊缝金属及热影响区组织的粗大、加上一些焊接缺陷等问题，使焊接接头的强度、塑性、导电性、耐腐蚀性等往往低于母材所致。 3焊接方法的选择 选择铜及铜合金的焊接方法，主要应考虑被焊工件的焊接性、焊件的材质、厚度、生产条件、空间位置及焊接质量要求，表1可供选择焊接方法时参考。 表1 常用铜及铜合金的焊接性及适用的厚度范围 焊接方法 材料牌号及焊接性 适用的厚度范围 （mm） 紫铜 黄铜 青铜 镍白铜 钨极氩弧焊（TIG焊） 好 较好 较好 好 1～10 熔化极半自动氩弧焊 （MIG焊） 好 较好 较好 好 4～50 气焊 差 较好 差 — 0.5～6 碳弧焊 尚可 尚可 较好 — 6～25 焊条电弧焊 差 差 尚可 较好 2～10 埋弧自动焊 较好 尚可 较好 — 6～30 等离子弧焊 较好 较好 较好 好 1～16 4焊接材料 铜及铜合金所用焊接材料的种类和应用范围见表2、表3、表4。 表2 铜及铜合金焊丝的牌号和用途 牌号 名称 主要用途 丝201 特制紫铜焊丝 适用于紫铜的气焊、钨极氩弧焊、焊接工艺性能好，机械性能高。 丝202 低磷铜焊丝 适用于紫铜的碳弧焊、气焊。 丝221 锡黄铜焊丝 适用于气焊黄铜和钎焊铜、铜镍合金、灰铸铁与钢，也可用来钎焊合金刀具（头）。 丝222 铁黄铜焊丝 用途与丝221相同，流动性好，焊缝表面略显黑斑点，焊接时烟雾较少。 丝224 硅黄铜焊丝 用途与丝221相同，由于含硅量0.5%左右，气焊时能有效地控制的蒸发，消除气孔和得到满意的机械性能，该焊实用性强，是常用的品种之一。 表3 铜及铜合金焊剂的牌号及用途 牌号 气剂301 气剂401 应用范围 适用于铜及铜合金气焊及碳弧焊 适用于气焊铝青铜的焊接 表4 铜及铜合金电焊条牌号及用途 牌号 焊芯主要成分 焊接工艺要点 主要用途 铜107 纯铜 焊件焊前预热400～500℃ 适用于紫铜件的焊接。 铜227 磷青铜 磷青铜预热150～200℃，紫铜400～500℃。在碳钢上堆焊200℃ 适用于碳青铜、紫铜、黄铜、铸铁及钢的焊接和堆焊。 铜237 铝青铜 铝青铜的焊接及碳钢堆焊不预热。厚件预热200℃，黄铜焊接须预热300～350 适用于铝青铜与其他铜合金焊件的焊接及铜合金与铜的焊接。 现将六例焊接铜及铜合金的方法奉献给大家。焊接方法包括焊条电弧焊、氧-乙炔焊、钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊等，能使读者一看就懂，一看就能比照着去焊接，焊接后有所体会和提高。 例1焊条电弧焊补焊大型铸铜件 变压器调整机构机头系大型铸铜件，其成分（％）为：Cu66.9、Al5.6、Mn1.6、Zn22.1由于浇铸温度偏低，出现铸造缺陷，造成缩孔一处（面积约750mm2，深25mm）、裂纹一条（深8mm、长140mm），详见图1。 图1 缺陷位置示意图 由于铸件尺寸厚大、受热面积大、散热快，补焊时应集中热源，采