天津舜荣焊接材料科技有限公司
扫码关注 了解更多
热门关键词:  焊丝  堆焊  耐磨 轧辊修复  焊丝厂
 您的当前位置:
铜及铜合金焊丝焊接注意事项
来源:天津舜荣焊接材料科技有限公司13602053072 | 作者:天津舜荣焊材 | 发布时间: 2022-08-12 | 1882 次浏览 | 分享到:
简要介绍了铜及铜合金的分类、性质;分析了铜及铜合金的焊接性、钢与铜及铜合金的焊接性以及在焊接过程中易出缺陷(气孔、裂纹)的原因和解决措施;探讨了铜及铜合金、钢与铜及铜合金的焊接工艺。实践证明:焊接方法和工艺选择得当,焊接材料选择合理,在焊接过程中易出现的缺陷是完全可以避免的。


                                                                    铜及铜合金分类、特性及焊接注意事项


摘要: 简要介绍了铜及铜合金的分类、性质;分析了铜及铜合金的焊接性、钢与铜及铜合金的焊接性以及在焊接过程中易出缺陷(气孔、裂纹)的原因和解决措施;探讨了铜及铜合金、钢与铜及铜合金的焊接工艺。实践证明:焊接方法和工艺选择得当,焊接材料选择合理,在焊接过程中易出现的缺陷是完全可以避免的。

关键词:铜;铜合金;焊接性;工艺

1.铜及铜合金的种类及性质

1.1铜为面心立方晶格,具有较多的形变滑移系,室温、高温变形能力很好,退火状态的铜,不经中间退火可压缩85%~ 95%而不产生裂纹。但纯铜在500~ 600℃呈现“中温脆性”。在焊接过程中,易在此温度区间发生裂纹。据研究,“中温脆性”和杂质的性质、含量、分布、固溶度等有关。铜可分为无氧铜和含有少量氧的纯铜。纯铜的导电性能好,常用于导电材料,但是存在Cu2O-Cu的低熔点共晶物,焊接时易出现裂纹。无氧铜又可分为用P、Mn脱氧的脱氧铜和无氧铜,由于其焊接性好,常用于焊接结构。

1.2铜合金

铜合金分为黄铜、青铜、白铜三大类。

1.2.1黄铜

黄铜是Cu-Zn合金,根据Zn的含量不同又可分为很多种,为了改变黄铜的性能,也可以加入其它元素,如Al、Ni、Mn等。从而形成了铝黄铜、镍黄铜、锰黄铜等。由Cu-Zn二元系相图可知,黄铜固态下有T、

U、V、W、X、Z六个相,其中T相是以铜为基的固溶体,其晶格常数随Zn含量的增加而增大。 Zn在铜中的溶解度与一般合金相反,随温度降低而增加,在456℃时固溶度达最大值后, Zn在铜中溶解度随温度的降低而减少。T固溶体具有良好的塑性,可进行冷热加工,并有良好的焊接性能。

1.2.2青铜

青铜是Cu与Sn、Al、Si等元素的合金。按成分可分为锡青铜、铝青铜、硅青铜等。青铜具有较高的耐磨性、力学性能和耐蚀性,弹性和焊接性能都很好,且线收缩系数小。青铜广泛用于铸件和加工制品。

1.2.3白铜

白铜是铜镍合金,颜色呈银色或淡灰白色。白铜具有耐热和耐寒的性能,中等强度,塑性高,能进行冷热压力加工,还有很好的电学性能,除用作结构材料外,还是重要的高电阻和热电偶合金。所以,白铜按其用途可分为结构白铜和电工白铜。结构白铜具有很好的耐蚀性,优良的力学性能和压力加工性能,焊接性好,主要用来制造冷凝管、蒸发器、热交换器和各种高强度的耐蚀件等。另外,白铜中也可加入其它元素,形成铁白铜、锌白铜、铝白铜、锰白铜等。

2.焊接性分析

2.1铜及铜合金的焊接

2.1.1铜

普通工程中所用的铜,其含量一般在99.95%以上,其余是杂质,杂质的存在对铜的焊接性有很大的影响。

(1) Bi与Pb是铜中的主要杂质,它们均不溶于固态铜,微量的Pb形成低熔点共晶组织(Cu+ Pb),其共晶温度为326℃ ; Bi与Cu也形成低熔点共晶组织(Cu+ Bi),其共晶温度为270℃ ,这些共晶体最后结晶,集中在晶界上,会使铜产生脆性,在焊接过程中形成裂纹,因此,应限制Bi、 Pb在铜中的含量, Bi <0.002% , Pb<0.005%。

(2) P的熔点为44℃ ,在700℃时P在铜中的溶解度为1.75% ,而在200℃时的溶解度则仅为0.4% ,温度下降, P在铜中的溶解度也下降。它能显著降低铜的导电性和导热性,但对铜的力学性能有良好的影响,焊接时可作为还原剂,但含量过多,会使焊缝金属产生气孔和裂纹。

(3) S能溶解在熔融的铜中, S的存在使铜的熔点降低,形成Cu2 S脆性化合物,使铜的塑性降低,当S含量>0.1%时,铜就会有热脆性,焊接时热状态就产生裂纹。

(4)氧很少固溶于铜,与铜生成Cu2O,由Cu-O2相图可知,含氧铜冷凝时,氧呈共晶体(Cu+ Cu2O)析出,分布在晶界上,其熔点是1 066℃ ,共晶体比铜后凝固,分布在晶体的晶界,这就降低了铜的塑性和耐腐蚀性,也使其焊接性变差。

铜有较高的导热性(比低碳钢导热系数大8倍),若加热温度不高,即使长时间加热也不易使Cu熔化。而随温度的升高,它的结晶组织变为粗大,相互间连接能力降低。

铜在焊接时易出现的缺陷主要有裂纹和气孔。首先是热裂纹和氢侵蚀裂纹。由于铜中含有一定量的使铜的固-液区间扩大的杂质,如Pb、 Bi、 P、 As等。所以,即使杂质含量很少,也十分容易产生热裂纹。其次是氢的侵蚀裂纹,由于铜中含有一定量的氧,焊接过程中,氢就会向铜中扩散,发生如下反应:

u2O+ H2 2Cu+ H2O