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文档简介
第五章
有色金属的焊接5.1铝及铝合金的焊接点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本主要内容铝及铝合金应用铝的性质铝及铝合金的焊接性铝及铝合金的分类铝合金:5083解决铝合金5083焊接焊接工艺具体分析步骤物理性能化学成分焊接性拟定焊接工艺焊接工艺评定优质接头高效经济低碳环保5.1.1.铝及铝合金的分类、成分及性能铝及铝合金分类按铝制产品形式按合金系列按强化方式非热处理强化铝合金变形铝合金铸造铝合金热处理强化铝合金工业纯铝Al-Cu合金Al-Mn合金Al-Si合金Al-Mg合金Al-Mg-Si合金Al-Zn-Mg-Cu合金_____1000系列
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2000系列
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3000系列
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4000系列
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5000系列
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6000系列
___7000系列---3系列、4系列、5系列---2系列、6系列、7系列非热处理强化铝合金热处理强化铝合金锻造铝合金热处理强化铸造铝合金非热处理强化2.707.8724·10-67512·10-6密度膨胀系数导热率235氧化物熔点20501400铝与铁的物理性质对比熔点6601536
——不利于杂质、夹杂物的浮出,也不利于气泡的逸出——铝及其合金熔合区的冷却速度很快,易造成不熔合密度小导热系数大线膨胀系数大——焊接时易变形良好耐蚀性、较高比强度、优异低温韧性——面心立方晶格,无同素异晶转变,具有良好的压力加工能力化学活性强,表面极易形成难熔氧化膜焊缝金属夹杂氧化膜易吸水分,易成气孔化学性质铝及铝合金焊接不利方面1极易氧化,高熔点、密度大的氧化物,使焊缝产生未熔合或夹渣2易产生气孔--液态铝能溶解大量氢而固态时几乎不溶解氢易产生裂纹--高温时铝的强度低,塑性差,且线膨胀系数大、易产生应力变形和裂纹3铝及铝合金焊接不利方面4合金易损失——铝合金含的低沸点合金元素(如Mg、Zn、Mn等),焊接时极易蒸发、烧损5热量损失快——热导率大,热量损失大,需能量大或密集的热源固态——液态无颜色变化--操作困难--易焊穿6焊缝气孔热裂纹接头“等强性”耐蚀性焊接性分析铝及铝合金焊接中易出现的问题?1.焊缝中的气孔氢主要原因来源1).弧柱气氛中的水分2).焊接材料、母材所吸附的水分3).焊丝、母材表面氧化膜吸附的水分来源(1)铝及铝合金形成气孔的原因1).弧柱气氛中的水分的影响气孔形成原因特点弧柱气氛中的水分分解而来的H,溶入过热熔融金属中白亮内壁气孔成因及特点氢在铝中的溶解度0.690.036相差约20倍溶解熔池中的大量H,在焊缝金属冷凝时来不及析出,形成气孔第五章有色金属的焊接铝及铝合金比重小、导热性强不同合金系对弧柱气氛中水分的影响不同1.纯铝对气氛中的水最敏感2.Al-Mg合金,随Mg增加不敏感焊接方法不同对弧柱气氛中水分的敏感性也不同同样气氛下MIG焊缝气孔比TIG大MIG/TIG——MIG焊时,弧柱温度高,熔滴比表面积大,焊缝气孔倾向大于TIG第五章有色金属的焊接2).氧化膜中水分的影响
生成气孔的主要原因
——焊丝或工件的氧化膜所吸附的水分Al-Mg合金氧化膜由Al2O3、MgO构成,
MgO越多,氧化膜越不致密,吸水性越强铝合金气孔倾向大于纯铝原因熔深大,坡口端部氧化膜速熔,水分排出熔透不足,易产生水分1.MIG2.TIG焊接方法不同
对氧化膜中的水分影响也不同MIG/TIG(2)防止焊缝气孔的途径1、减少氢的来源途径2、控制焊接参数(2)防止焊缝气孔的途径1、减少氢的来源途径焊丝、焊条、焊剂保护气体干燥处理
氩中的含水量<0.08%化学方法或机械方法焊丝及母材表面氧化膜清除措施(二)防止焊缝气孔的途径2、控制焊接参数途径熔池高温存在的时间限制溶氢量改善氢的逸出条件TIG焊时大焊接电流较高的焊接速度减少焊逢中气孔降低焊接速度提高热输入减少焊逢中气孔MIG焊时铝合金焊接时,常见的焊接裂纹焊缝凝固裂纹近缝区液化裂纹2.焊接热裂纹铝合金属共晶合金_____易溶共晶的存在是铝合金产生凝固裂纹的重要原因之一焊接时产生较大的焊接应力_____铝合金的线膨胀系数约为钢的1倍第五章有色金属的焊接(1)铝合金焊接热裂纹的特点1)合金系统的影响2)焊丝成分的影响3)焊接工艺参数的影响途径(2)防止焊接热裂纹的途径图5-7铝合金的裂纹敏感性1)合金系统的影响从防止热裂纹考虑控制适量的易熔共晶和缩小结晶温度区间。少量易熔共晶的存在会增大其凝固裂纹倾向,但适量的易熔共晶能改善合金的流动性,从而提高其抗裂性能。第五章有色金属的焊接不同防锈铝在TIG焊时对于硬铝之类的高强铝合金,可以采用标准的Al-5%Si焊丝,能产生较多的易熔共晶,流动性好,对裂纹具有“愈合”作用。超硬铝焊接,采用Al-Zn-Mg系合金焊丝,改善其焊接性。第五章有色金属的焊接同质焊丝,裂纹倾向大异质焊丝,即其他合金组成的焊丝
采用标准的Al-5%Si焊丝、Al-5%Mg焊丝,具有较好的抗裂效果。2)焊丝成分的影响3)焊接工艺参数的影响1热能集中的焊接方法——防止粗大柱状结晶,改善抗裂性能2小焊接电流——减少焊接熔池过热,有利提高抗裂性3提高焊接速度——增大了焊接接头的应力,增大热裂倾向焊缝区熔合区HAZ4.焊接接头的“等强性”焊缝区
——焊缝成分与母材一致,强度差别不大,塑性不如母材
——异质主要取决于焊接材料
——工艺因素:多到焊时,后道焊缝能重熔一部分,没有层间细化现象,还能发生缺陷累计,层间温度过高时,可使层间出现裂纹4.焊接接头的“等强性”非时效强化铝合金时效强化铝合金——晶粒粗化降低塑性——晶粒粗化、晶界液化裂纹,降低塑性熔合区4.焊接接头的“等强性”非时效强化铝合金时效强化铝合金——主要发生焊前经冷作硬化的合金——HAZ峰值温度超过再结晶温度的区域时产生明显软化HAZ软化——软化程度取决第二项性质———焊接热循环(除Al-Zn-Mg合金)4.焊接接头的耐蚀性焊接接头的耐蚀性通常都低于母材的耐蚀性原因焊接接头组织不均匀析出相存在时,可使其电极电位不均匀焊缝金属的不纯、致密性差
第五章有色金属的焊接(1)改善接头组织成分的不均匀性焊接材料的合金化、细化晶粒并防止缺陷、限制焊接热输入以减小焊接热影响区,并防止过热(2)消除焊接应力——局部锤击,焊后热处理(3)采保护措施——涂层或阳极氧化处理等。目前主要采取措施改善耐蚀性:5.1.3铝及铝合金的焊接工艺1.焊接方法第五章有色金属的焊接铝及铝合金焊接方法:-钨极氩弧焊等(TIG)-熔化极惰性气体保护焊(MIG)-等离子弧焊(PLW)-钎焊-常规摩擦焊-搅拌摩擦焊(FSW)-电阻焊等。
目前钨极氩弧焊和熔化极惰性气体保护焊是应用较多的焊接方法第五章有色金属的焊接1)TIG焊工艺方法适用于薄板,变形小、气孔率低、质量好、用于要求严格的产品。选用交流TIG焊,背面加气体保护措施。交流TIG焊负半波可去除氧化膜,正半波可减少钨极过热。TIG焊工艺方法常见缺陷为气孔,产生原因由于Ar纯度低、焊丝/坡口不洁、保护效果不好、焊接参数不合适、钨极伸出长、电弧太长或电弧不稳。第五章有色金属的焊接影响电弧热量分布及熔透情况见下图。母材70%50%
30%电极30%50%
70%直流正接交流直流反接
TIG焊的热量分布与熔深示意图第五章有色金属的焊接2)MIG焊工艺方法
MIG焊熔滴过渡有短路过渡、射流过渡和亚射流过渡三种形式。短路过渡电弧短,需采用小电流、细丝(¢0.8、¢1.0mm)施焊,发出爆破声音,浅熔深,多用于薄壁(1-2mm)零件的角接或对接接头。射流过渡电弧较长,呈现窄而深的指状熔深,焊缝两侧面焊透不良,易出现气孔和裂纹等缺陷。亚射流过渡电弧稍长,发出轻微爆破声音,亚射流熔滴过渡可得到盆底状焊缝截面熔深,力学性能优于短路浅熔深和射流过渡指状熔深。
MIG焊推荐采用亚射流熔滴过渡形式第五章有色金属的焊接焊后质量与焊接设备功能有一定关系,目前轨道车辆制造业多选用脉冲MIG焊机。为提高效率和降低气孔倾向可选用Ar+He气体,要控制好送丝速度、焊枪倾角、焊接速度、喷咀高度,送丝软管用聚四氟乙烯或尼龙软管。焊前一般不预热,板厚较大时,只需预热起弧部位。第五章有色金属的焊接板厚mm坡口形式坡口角度°间隙mm钝边mm焊丝直径mm送丝速度m/min焊接电流A电弧电压V焊道数24556681012IIIYIYYYY---70-707060600000000002451.561.51.52.01.50.81.21.61.61.61.61.61.61.25.03.14.35.67.16.01.L.6.82.L.6.81.L.6.22.L.6.0G.7.21.L.13.72.L.12.2G.15.61101702001602301702202202202002302402202502022252226222626262426262628111111233铝合金MIG焊对接接头典型焊接参数第五章有色金属的焊接TIG焊MIG焊2.焊接材料1)铝及铝合金焊丝选择原则
铝及铝合金焊丝的选择包括以下因素,但最终的选择应取决于实用性及其影响因素的评定。—与母材化学成分相容性;—保证接头力学性能要求,包括热影响区和焊缝金属;—产品焊后要求,如表面阳极氧化处理和最后处理;—满足接头抗腐蚀能力;—最佳的焊接适合性。第五章有色金属的焊接三、焊丝的选用必须首先考虑基体金属的成分,产品具体要求施工条件。1.同质焊丝焊丝成分与母材成分相同,或从母材上切下板条作填充金属。母材为纯铝LF2l、LF6、LYl6和Al-Zn-Mg合金,可采用同质焊丝。第五章有色金属的焊接2.异质焊丝为了满足焊接时抗裂要求,焊丝成分与母材成分有较大差异。如高Mg焊丝焊接低Mg的Al-Mg合金,用Al-5%Si焊丝焊接Al-Cu-Mg合金等。
Al-5%Si焊丝(LT1),可用于焊接多数铝合金,焊接硬铝或锻铝抗裂性好,但不适宜焊接含Mg量较高的合合(因易形成脆性相Mg2Si)。焊接低Mg的Al-Zn-Mg第五章有色金属的焊接合金有时也可以使用。
Al-5%Mg焊丝(LF10、LF11、5356),可用于焊接含Mg合金,如LF3、LF6、LC4等。
LY16焊丝主要用于焊接与其成分基本相同的Al-Cu-Mn合金,也可用于焊接Al-Cu-Mg合金硬铝。第五章有色金属的焊接3.焊前清理和预热(1)化学清理
第五章有色金属的焊接效率高,质量稳定,适用于清理焊丝以及尺寸不大、批量生产的工件。焊丝清洗后在150~200℃烘箱内烘焙0.5h,100℃烘箱内随用随取。(2)机械清理第五章有色金属的焊接丙酮或汽油擦洗工件表面油污,然后切削工件表面。可用铣刀,刮刀、锉刀,不锈钢丝刷不宜采用砂纸或砂轮打磨清理后的焊丝、工件焊前存放不要超过12h。(3)焊前预热第五章有色金属的焊接厚度超过5-8mm的厚大铝件焊前预热,防止变形和未焊透,减少气孔。一般预热到90℃1)焊前清理焊接前,母材及焊接区必须清理,可采用化学清理、机械清理方法。化学清理采用先碱、后酸、最后水方法清理;机械清理采用弓弧锉刀、电(风)动铣刀、钢丝轮等工具清理。推荐的化学清理步骤:5~10%NaOH水溶液(约70℃)浸泡30~60秒→清水冲洗→15%HNO3水溶液(常温)浸泡2分钟→清水冲洗→温水冲洗干净→干燥处理。机械清理注意事项:不可使用普通锉刀、三砂(砂纸、砂布、砂轮)清理。第五章有色金属的焊接4.焊接工艺要点2)预热、层间温度及其温度测量铝材焊前预热的目的:
—消除焊前铝材表面的湿度,如在工地焊接;
—避免在较低温度下开始焊接的不规范性;
—在大厚度铝材焊接中的温度差获得热平衡;
—避免焊接较厚部分冷却产生的影响。为防止对焊接过程中的有害影响,预热温度尽可能低些,持续时间应尽可能短。第五章有色金属的焊接变形铝合金焊接的预热温及持续时间推荐值第五章有色金属的焊接控制层间温度的目的:—预防由于过热而降低机械性能;—减小热影响区内软化区范围;—减小热影响区内由于过时效而引起的稳定相形成并与基础相的脱离。控制层间温度同时,还应尽量减少焊接层道数,以减小接头软化倾向。第五章有色金属的焊接母材预热温度最大℃中间焊层温度最大℃非热处理强化合金1***3***5***AlSi
铸件AlMg
铸件120ª120ª热处理强化铝合金6***AlSi
铸件AlSi
铸件120ª1007***100ª80注1表中温度是按规定的。它可按相应的一个合同改变为另一个在焊接工艺检测中确定的值。注2在含Mg量>3.5%的合金组22.4(5***)和合金组23.2(7***),在某些生产环境下会出现一些相析出,这些相的析出增加膜腐蚀和应力腐蚀敏感性。ª延长的加热会对冷作硬化合金和可热处理强化合金的过时效部分球化退火产生影响。预热温度和层间温度不应超过表中最高推荐值第五章有色金属的焊接温度测量方法可使用高温测温仪、示温色料或示温条测量预热温度和层间温度,层间温度应在焊缝处测量,温度必须尽可能和实际情况接近。第五章有色金属的焊接5.铝及铝合金焊丝的储存包装和使用注意问题运输及储存要求:能有效保证焊丝避免损坏及吸潮。标记要求:焊丝盘上标牌应包括商标、制造厂或供货单位、符号、制造号码或批号、直径、重量、包装日期。每盘焊丝应附合格证:内容包括制造厂名、规格、焊丝名称及型号、批号、检验印记。存放要求:18℃以上,相对湿度不超过60%,室内应保持清洁,不得存放有害介质。使用前检查:
1)在使用前查看包装,不能错用焊丝;
2)检查焊丝是否受潮;
3)检查焊丝表面是否有油脂或脏物等;
4)盘状焊丝是否均匀缠绕。第五章有色金属的焊接6.铝及铝合金熔化焊时惰性保护气体的选用
铝及铝合金在惰性气体保护焊过程中,气体不参与电弧和熔池化学反应,提供了电弧稳定燃烧的条件,防止空气进入焊接区,保护高温金属、避免焊缝金属氧化、变脆、气孔的产生和TIG焊时钨极的烧损。氩气(Ar)纯氩气保护时电弧非常稳定,在TIG焊和MIG焊都能保证没有飞溅或最小飞溅;其质量大于空气,保护效果非常好;纯氩气保护焊时热输入量较小、熔深浅,推荐用于铝合金薄板焊接。第五章有色金属的焊接氦气(He)氦气具有较高能量,适于导热率较大,需要高热输入量金属材料。可用较快的焊接速度,较低的预热温度(在相同的熔深条件下),甚至不预热条件下焊接;熔池具有较高的温度、较小的粘度,控气孔能力较好。但纯氦气与氩气保护焊相比较,电弧稳定性稍差,熔滴过渡形式具有短路过渡特点,一般不单独使用。氩-氦混合气体氩-氦混合气体,其组成为70%的氩气和30%的氦气。使用氩氦混合气体的优势在于它综合了两种保护气体的优点,既氩气的电弧稳定、能形成射流过渡、保护效果好,氦气的热输入量大、气孔倾向小。推荐用于铝合金的焊接,如果用于大厚度铝合金板材的焊接,可增加氦气的含量。第五章有色金属的焊接氩-氦-氮混合气体氩、氦、氮混合气体,其组成为0.015%的氮气、30%的氦气、其余为氩气,加入微量的氮气可以增加焊接热输入量,减小预热温度,改善焊缝成型。铝合金焊接时的保护气体从最初的纯氩气(Ar)、氩-氦(Ar、He)混合气体,发展到在氩气中或在氩-氦混合气体中加入微量氮气(150-200ppm的N2)或一氧化氮气体(300ppm的NO)。第五章有色金属的焊接在氩气保护焊接铝合金的过程中,增加氦气比例对其它因素的影响保护气体的成分100%Ar___________100%He电弧性能越来越平滑焊缝宽度增加焊缝的平坦性焊缝外观波纹越来越细焊透变成更深、更圆焊接速度焊接速度增加熔化缺陷的倾向越来越低气孔倾向降低预热能减少或完全免除预热温度控制加工件变得更热,必须补偿温度控制,加快焊接速度保护气体成本增加铝及铝合金焊接安全
铝及铝合金焊接时需要能量较高,焊接过程会产生大量紫外线,需要深色护目镜保护;MIG焊方法弧光较强,要作好紫外线照射和飞溅烧伤的防护。同时,产生金属粉尘较大,应良好通风,防止焊接烟尘吸入体内。第五章有色金属的焊接小结了解铝合金应用、铝的生产及铝及铝合金的强化掌握铝的性能及与铁性能的对比掌握铝合金的分类了解铝及铝合金的填充材料掌握铝及铝合金的焊接及焊接工艺要点
第五章有色金属的焊接⒈从物理性能看导热系数大,热容量大。要求采用能量集中的热源线膨胀系数大,要采用垫板和夹具,防止焊接变形⒉从化学性质看强氧化能力,易产生气孔,夹杂物第五章有色金属的焊接焊前采用化学和机械的方法清理,焊接过程加强保护,氩弧焊时利用阴极清理作用,气焊或其他熔焊时,采用能去氧化膜的焊剂。⒊接头形式及坡口准备工作薄板焊接一般不开坡口,大功率焊接时板厚可增加,厚度小于3mm可采用卷边接头。第五章有色金属的焊接二、焊接工艺制定问题根据牌号、焊件厚度、产品结构、生产条件及接头质量要求选择焊接方法:1.气焊气焊灵活,有经验,设备简单,生产中常用于薄板(0.5mm~
2.0mm)的焊接和铸件的焊补。第五章有色金属的焊接但气焊热量分散,热影响区大,焊件变形大。焊接接头质量低(晶粒粗大、组织疏松、夹杂、裂纹等)现已逐渐被氩弧焊所代替。2.钨极氩弧焊(TIG)特点:热量集中、电弧稳定、焊缝致密、接头强度塑性高。第五章有色金属的焊接应用:重要结构,可焊板厚1~
20mm,主要是薄板3.熔化极氩弧焊(MIG)特点:热量集中、HAZ小、生产效率高应用:厚件的焊接50mm以下的纯铝及铝合金板材第五章有色金属的焊接此外,电阻点焊、缝焊常用于4mm以下的铝合金薄板,电子束焊、激光焊也可用于铝合金薄板。4.氩弧焊焊接工艺第五章有色金属的焊接第五章有色金属的焊接(1)氩气氩气的纯度要求在99.9%以上,O、N含量增加,能恶化阴极雾化作用。(2)钨极氩弧焊(TIG)TIG焊时,直流反极性联接,电流过大会使钨极烧损很快,并可造成焊缝夹钨、所以电流应限制得较小;直流正极性联接无阴极清理作用。TIG焊一般都采用交流电源。第五章有色金属的焊接TIG焊在功率一定条件下,焊接速度与焊件厚度有关,手工焊时Vh=(0.065~
0.25)m/min,自动焊时Vh=(0.25~
0.50)m/min。在钨极直径一定时,随着焊接电流的增加,焊接速度也要相应提高,保护气体流量要伴随焊接速度的改变作调整。(3)熔化极氩弧焊(MIG)第五章有色金属的焊接
MIG焊时,通常采用直流反极性联接。焊接铝合金厚板时,MIG焊具有优越性,但焊接电流不能过大.超过300A~
400A时焊缝表面易产生皱皮。焊接薄构件,特别是热处理强化铝合金材料的构件,熔化极脉冲氩弧焊具有明显的优越性。MIG焊,Vh=(0.15~
1.50)m/min;V=(1.1~
10.0)m/min。焊丝直径、焊接电流、送丝速度间的关系见表第五章有色金属的焊接第五章有色金属的焊接第五章有色金属的焊接5.2铜及铜合金的焊接发展和应用我国早在公元前两千年就已大量生产、使用青铜。十八、十九世纪,欧洲是铜的主要供应地。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、加拿大和非洲也兴起了炼铜工业。铜具有优良的导电性、导热性、耐蚀性、延展性及一定的强度等特性,使得它在电气、电子、化工、食品、动力、交通、航空航天、兵器等工业中得到了广泛的应用。如导线、器皿、光学仪器、换热器、粉末冶金、防腐油漆、染料、玻璃工业、机电工业等等。制造一部3千瓦的电机,约需580公斤铜;100公里长的150mm2的输电线,约需铜400吨。第五章有色金属的焊接第五章有色金属的焊接铜的生产一般炼铜的基本过程是:反射炉熔炼→转炉吹炼→火法精炼→电解精炼。电解时的阴极反应:Cu2++2e→Cu。“锍”即“冰铜”:Cu2S+FeS火法精炼的步骤:熔化→氧化→还原→浇注(阳极)→阳极用于电解→得到电铜→经熔化炉加入合金剂做成铜合金铸锭,再制成板、管、丝或直接成型铸造成铸件。第五章有色金属的焊接第五章有色金属的焊接铜的性质(1)熔点:1083℃;沸点:2130℃;(2)比重:8.89g/cm3;(3)导电性好,是钢的6倍,仅次于银;(4)导热性好,是钢的8倍,为银的73%;(5)热膨胀系数大,是钢的1.4倍;(6)铜的氧化在室温时即已开始,氧化膜成为焊接的障碍。第五章有色金属的焊接常用铜及铜合金从其表面颜色区分,如紫铜、黄铜、白铜和青铜。实质上是纯铜、铜-锌、铜-镍和铜-铝、铜-锡、铜-硅的合金。青铜具有较高的力学性能、铸造性能、耐磨性、耐腐蚀性,并有一定的塑性。除铍青铜外,其它青铜的导热性能比紫铜、黄铜降低几倍乃至几十倍,而且结晶温度区间较窄,改善了焊接性。铜中的基本合金元素是锌、锡、镍、铝、磷和硅。主要影响铜的强度、化学稳定性、变形性能和焊接性。第五章有色金属的焊接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。第五章有色金属的焊接中国牌号纯铜如:T1(Cu99.95%);T2(Cu99.90%);T3(Cu99.70%);T4(Cu99.50%)无氧铜如:TU1(Cu99.97%);TU2(Cu99.95%);TUP(Cu99.50%)TUMn(Cu99.60%)紫铜:Cu≥99.5%,即纯铜共分为四大类纯铜:即紫铜黄铜:Cu-Zn例如:H62、H59白铜:Cu-Ni例如:B10、B30青铜:Cu-M(除Zn、Ni以外者)例如:QAl9-2、QBe2.5、QSnP10-1第五章有色金属的焊接5.2.2铜及铜合金焊接质量的相关问题及预防措施1.难熔合及易变形表5-21第五章有色金属的焊接防止未熔合/未焊透的措施①采用能量集中的热源;②采用大功率;③焊前预热。第五章有色金属的焊接防止变形的措施铜及铜合金线膨胀系数大、收缩率大;导热性好,使HAZ区宽,易产生变形,防止措施如下:①采用合理的焊接顺序;②焊前预热;③焊后锤击,消除应力。第五章有色金属的焊接1)纯铜纯铜焊接区的主要缺陷:裂纹、气孔。裂纹主要是热裂纹、氢蚀裂纹。凡是能增大其凝固温度区间的元素如Pb、Bi、P、As等,都增加其热裂敏感性。韧铜中含氧若多,焊接时如电弧区存在氢,则由于氢向铜中扩散,发生反应而生成H2O,因气体压力增加而致晶间裂纹。关于气孔纯铜焊缝对氢气孔的敏感性比低碳钢高。另外,水汽也能导致气孔。2.热裂纹和气孔第五章有色金属的焊接由氢引起的气孔称为扩散氢气孔纯铜焊缝对氢气孔的敏感性比低碳钢焊缝高--铜的导热率(20℃)比低碳钢高7倍;--氢在铜中的饱和溶解度与熔点溶解度的比值高。由冶金反应生成的气孔称为反应气孔(1)Cu2O+CO2Cu+CO2↑第五章有色金属的焊接(2)2H(l)+O(l)H2O(g)2H(l)H2(g)(1)式所产生的H2O,其扩散能力只有H2的0.5%,故因压力升高而产生晶间开裂。见下图所示。(2)、(3)式则是产生气孔的原因。(1)Cu2O+H22Cu+H2O↑第五章有色金属的焊接含氧铜的焊接裂纹第五章有色金属的焊接2)铜合金铜合金焊接的最大问题仍是裂纹。铜合金的焊接裂纹与铝合金、奥氏体不锈钢等有许多类似之处。即其起因:(1)凝固温度区间宽;(2)晶界处有低熔点杂质。对于Cu-Al合金,采用含有抑制脆化相析出的元素Ni、Fe、Mn的焊接材料;对于Cu-Ni合金,则要尽量避免热输入过大。第五章有色金属的焊接防止气孔的主要措施:A)采用含有脱氧剂(Mn、Si、Ti等)的焊丝;B)高温预热;C)焊后缓冷;D)磁力搅拌熔池。E)仔细清除氧化膜
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