《兵器制造异种材料焊接工艺》课件——7.钢与铜的焊接.pptxVIP

钢与铜的焊接接头冶金过程分析01填充材料的选择02焊接方法的选择03焊接工艺制定04目录/Contents

钢与铜的焊接接头冶金过程分析铜及其合金的分类钢与铜及铜合金组合的熔焊焊接性

钢与铜的焊接接头冶金过程分析纯铜铜/铜合金的分类：T1、T2、T3、T4铜合金黄铜（H68、H62、ZHSi80）青铜（QA19-2、QSi3-1、QSn6.5-0.4）白铜（B19、B30）纯铜特点塑、韧性较好、可加工硬化

钢与铜的焊接接头冶金过程分析铜合金特点黄铜硬度适中、耐磨；青铜硬度较大、耐腐蚀；白铜硬度较小、耐腐蚀。

钢与铜的焊接接头冶金过程分析钢与钛/钛合金焊接特点铜合金由于添加不同的合金元素，其强度、硬度、塑性、韧性有所改变，在钢与铜的焊接过程中需要注意母材的特点。

钢与铜的焊接接头冶金过程分析钢与钛/钛合金焊接特点在钢与铜的实际焊接生产中，铜及铜合金多以纯铜、黄铜、青铜、白铜为对象，而钢则是以低碳钢、低合金钢为对象，进行组合搭配焊接。钢与铜进行焊接时，需要考虑铜的类型，这是由于纯铜、黄铜、青铜、白铜的热导率相差较大，因此需要分别讨论。

钢与铜及铜合金组合的熔焊焊接性Fe、Ni物理性能差异：熔点碳钢（1500℃）、铜（932℃）热导率碳钢（77.5/(W/(mK))）、铜（117.04/(W/(mK))）线膨胀系数碳钢（11.76×10-6/K）、铜（19.9×10-6/K）钢与铜的焊接接头冶金过程分析注意：由于铁和铜的物理性能差异较大，极易引起焊接缺陷（焊接变形、裂纹等）。

钢与铜的焊接接头冶金过程分析钢与铜及铜合金组合的熔焊焊接性Fe、Cu形成金属间化合物及固溶体：金属间化合物无（Fe-Cu液态时无限互溶，固态时有限固溶）。结晶区间（300~400℃），该区间易形成铁在铜中的有限固溶体ε相。固态下的双相组织，w（Fe）＜10%时，合金组织为晶粒粗大的α相；w（Fe）范围为10%~43%时，合金组织为α+ε双相组织。

钢与铜的焊接接头冶金过程分析钢与铜及铜合金组合的熔焊焊接性热裂纹渗透裂纹氢气孔氧致气孔钢与铜的主要焊接缺陷：

钢与铜的焊接接头冶金过程分析钢与铜及铜合金组合的熔焊焊接性钢与铜的主要焊接缺陷：热裂纹Cu+Cu2O共晶体（熔点为1064℃）Cu+Bi共晶体Cu+Pb共晶体Cu+CuS等（钢与铜的杂质）

钢与铜的焊接接头冶金过程分析钢与铜及铜合金组合的熔焊焊接性钢与铜的主要焊接缺陷：渗透裂纹一定温度条件下，铜向钢的晶粒边界渗入，造成近缝区晶间或晶内偏析，后冷却受应力作用发生开裂。

钢与铜的焊接接头冶金过程分析钢与铜及铜合金组合的熔焊焊接性钢与铜的主要焊接缺陷：氢气孔氢在液态铜的溶解度极高，固态时极低。氧致气孔

钢与铜的焊接填充材料的选择

钢与钛焊接填充材料的选择是取决于两种材料的熔焊特点，以此为基础进行填充材料的选择，可降低、甚至是必免焊接缺陷出现的概率。钢与铜焊接如何选用填充材料？

钢与铝及铝合金组合的熔焊焊接性（1）钢/铜熔焊特点Fe与Cu焊接时，由于两者物理、化学性能不同，因此会出现热裂纹、接头力学性能下降等问题。钢与铜的焊接填充材料的选择（2）材料选择原则采用塑、韧性较好且抑制热裂纹产生的合金元素。例如：碳钢和纯铜：J422;不锈钢和黄铜：Ni112、HSn62。

钢与铜的焊接方法

钢与铜的焊接方法两种材料的熔焊特点，以此为基础进行焊接方法的选择，目的也是为了降低、甚至是必免焊接缺陷出现的概率。

钢/铜焊接方法选择原则钢与铜的焊接方法（1）钢/铜熔焊特点：钢与铜的熔点、热导率、线膨胀系数差异较大，焊接过程极易产生较大的应力，导致焊件变形和裂纹。（2）焊接方法选择原则：TIG、真空电子束焊接、焊条电弧焊。

TIG焊接焊条电弧焊TIG焊接钢与铜/铜合金焊接的特点采用TIG焊接钢与铜/铜合金时，由于其热量集中，因此熔池停留时间短，可获得细小晶粒，避免渗透裂纹的形成，同时TIG方法可以调节熔池体积和融合比。钢与铜的焊接方法

TIG焊接焊条电弧焊焊条电弧焊焊接钢与铜/铜合金焊接的特点采用焊条电弧焊接钢与铜/铜合金时，在其小电流、短弧状态下、高焊速时可以避免CuO+Cu低熔点共晶物导致的热裂纹，但是对焊工的操作要求较高。钢与铜的焊接方法

钢与铜的焊接工艺制定

钢与钛的焊接工艺制定TIG焊接低碳钢/铜及铜合金接头形式（对接）

钢与铜的焊接工艺制定钢/铝及铝合金操作技术对两种母材金属的被焊处进行彻底清洗。引弧后，将电弧拉长10mm，对准纯铜板一端进行预热。当预热温度达到650℃~700℃时，压低电弧进行焊接。焊接收尾时，将电弧稍稍抬高，吹掉熔渣，随后压低电弧越过引弧端约一个熔池的长度，再将电弧向回拉，以填满弧坑

钢与铜的焊接工艺制定材料厚度/mm焊丝渡层接头