銅及銅合金的焊接性
銅及銅合金具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性和優(yōu)良的低溫力學(xué)性能,并且在非氧化性酸中具有耐腐蝕性。
銅及銅合金的焊接性不良,焊接過程中會(huì)產(chǎn)生一系列困難:
(1)銅的氧化 銅在常溫時(shí)不易被氧化,但是隨著溫度的升高,當(dāng)超過300℃時(shí),銅的氧化能力很快增大,當(dāng)溫度接近熔點(diǎn)時(shí),氧化能力最強(qiáng)。氧化的結(jié)果生成氧化亞銅Cu2O。焊接熔池結(jié)晶時(shí),氧化亞銅和銅形成低熔點(diǎn)共晶(1064℃),分布在銅的晶界上,大大降低了接頭的力學(xué)性能,使接頭的性能都低于母材金屬,達(dá)不到等強(qiáng)度的要求。
(2)氣孔 銅及銅合金焊接時(shí)極易形成氣孔。原因如下:
1)銅在液態(tài)能溶解較多的氫,在熔池冷卻凝固過程中,氫在銅中的溶解度會(huì)大大減少,如果熔池金屬冷卻較快,過剩的氫來不及逸出,便會(huì)在焊縫和熔合區(qū)產(chǎn)生大量氣孔。
2)溶池中的氫會(huì)與氧化亞銅產(chǎn)生下列反應(yīng):
Cu20+H2=2Cu+H20↑
反應(yīng)生成的水蒸氣(H2O)不溶于銅液中,當(dāng)溶池金屬結(jié)晶時(shí),如果未能及時(shí)逸出,留在焊縫中便成為氣孔。
(3)熱裂紋 銅和銅合金焊接時(shí),在焊縫及熔合區(qū)易產(chǎn)生熱裂紋。原因如下:
1)銅及銅合金的線脹系數(shù)幾乎要比低碳鋼大50%以上,對(duì)于剛性較大的焊件焊接時(shí)便產(chǎn)生較大的應(yīng)力。
2)熔池結(jié)晶過程中,銅能與其它雜質(zhì)生成熔點(diǎn)為270℃的Cu-Bi、326℃的Cu-Pb、1064℃的Cu2O-Cu、1067℃的Cu-Cu2S等多種低熔點(diǎn)共晶,充滿在晶界形成薄弱面。
3)凝固金屬中的過飽和氫向金屬的微間隙中擴(kuò)散造成很大的壓力。
(4)焊縫成形能力 由于銅及銅合金的熱導(dǎo)率比碳鋼大7-11倍,焊接時(shí)散熱嚴(yán)重,焊接區(qū)難于達(dá)到熔化溫度。銅在熔化溫度時(shí)的表面張力比鐵小1/3,流動(dòng)性比鋼大1-1.5倍,所以表面成形能力差。






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