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2022年昭通市昭陽區(qū)焊工證培訓(xùn)-技能培訓(xùn):有色金屬的焊接

[日期:2022-05-27]   來源:云南技能考試網(wǎng)  作者:云南技能考試網(wǎng)   閱讀:687次

(一)常用銅及銅合金及其分類

銅及銅合金以它獨特而優(yōu)越的綜合性能,如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐蝕性、延展性及一定的強度等特性,在各行業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。銅及銅合金種類繁多,常用的銅及銅合金可從它的表面顏色看出其區(qū)別,如常用的純銅(又稱紫銅)、黃銅、青銅和白銅,實際上就是純銅、銅鋅、銅鋁、銅錫、銅硅和銅鎳的合金。


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(二)銅及銅合金的焊接特點

1、高熱導(dǎo)率的影響

由于銅及銅合金的高熱導(dǎo)率、線膨脹系數(shù)和收縮率,在焊接銅及銅合金時,采用的焊接參數(shù)與焊接同厚度低碳鋼差不多時,母材就很難熔化,且填充金屬與母材也不能很好地熔合,產(chǎn)生了焊不透的現(xiàn)象;焊后的變形也比較嚴(yán)重,外觀成形差。因此即使焊接使用大功率熱源,還得在焊前預(yù)熱或焊接過程中采取同步加熱的措施。另外,母材厚度越大,散熱愈嚴(yán)重,也愈難達到熔化溫度。

2、焊接接頭的熱裂傾向大

焊接時,銅能與其中的雜質(zhì)分別生成多種低熔點共晶,加上銅及銅合金在加熱過程中無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變,銅焊縫中也生成大量的柱狀晶;同時銅及銅合金的線膨脹系數(shù)和收縮率較大,增加了焊接接頭的應(yīng)力,也更增大了接頭的熱裂傾向。因此熔化焊時,常采取以下措施∶①嚴(yán)格限制銅中的雜質(zhì)含量,特別是氧的含量;②通過焊絲加入硅、錳、磷等合金元素,增強對焊縫的脫氧能力;③選用能獲得雙相組織的焊絲,使焊縫晶粒細(xì)化等。

3、氣孔

熔化焊時,氣孔出現(xiàn)的傾向比低碳鋼要嚴(yán)重得多,所形成的氣孔幾乎分布在焊縫的各個部立,且主要是由溶解的氫直接引起的擴散性氣孔和氧化還原反應(yīng)引起的反應(yīng)性氣孔。因此,為了或少或消除銅焊縫中的氣孔,主要的措施是減少氫和氧的來源,用預(yù)熱來延長熔池存在的時間氣體易于逸出。

4、接頭性能的變化

在熔化焊過程中,由于晶粒長大,雜質(zhì)和合金元素的摻入,以及有用合金元素的氧化、蒸發(fā),使接頭出現(xiàn)以下變化∶塑性變壞、導(dǎo)電性下降、耐蝕性下降、晶粒粗化等。要改善接頭的性,除了盡量減少熱作用、焊后進行消除應(yīng)力熱處理外,主要的措施是控制雜質(zhì)含量和通過合金對焊縫進行變質(zhì)處理,并根據(jù)不同銅合金接頭的不同要求來選用。

(三)焊接方法的選擇

熔化焊是銅及銅合金焊接中應(yīng)用最廣泛,并容易實現(xiàn)的一類焊接方法。氣焊、焊條電弧焊、
埋弧焊、鎢極和熔化極氣體保護焊、等離子弧焊和電子束焊都有應(yīng)用。合理選擇焊接方法,除了根據(jù)母材的成分、厚度和結(jié)構(gòu)特點外,還要考慮合金元素及數(shù)量等?傊,焊接銅及銅合金需要大功率、高能束的熔焊電源,熱效率愈高,能量愈集中愈有利。不同厚度的材料對不同焊接方法有適應(yīng)性,如薄板焊接以氣焊、鎢極氬弧焊、焊條電弧焊為好;中等板厚以熔化極氣體保護焊和電子束焊較合理;厚板則建議使用埋弧焊、電渣焊等大功率的焊接方法。

(四)焊接材料

1、焊條

焊條電弧焊用焊條分為純銅、青銅和白銅三類見第二章。由于黃銅中的鋅容易蒸發(fā),因而極少采用焊條電弧焊。焊條的選用基本按母材的成分選擇相應(yīng)焊芯的焊條。對于黃銅,一般選擇青銅焊芯的焊條,如ECuSi和ECuSnB。純銅焊條型號 ECu為低氫型藥皮,用于焊接脫氧銅或無氧銅結(jié)構(gòu)件,焊條使用前應(yīng)嚴(yán)格烘干去除水分。

銅及銅合金焊條執(zhí)行GB/T3670—1995《銅及銅合金焊條》,焊條的具體選用見第二章第二節(jié)。

2、埋弧焊用焊絲和焊劑

埋弧焊的特點是電弧熱效率高,對熔池的保護效果好。大、中厚度焊件的焊接工藝與鋼基本相同,但在具體措施上有其自身特點。焊劑可選用高錳高硅焊劑HJ431,但可能發(fā)生合金元素向焊縫過渡,接頭性能要求高的焊件宜選用 HJ260、HJ150。焊絲則選用純銅焊絲、青銅焊絲焊接純銅和黃銅。

銅及銅合金焊絲執(zhí)行 GB/T 9460—2008《銅及銅合金焊絲》,焊絲的具體選用見第二章第二節(jié)。

3、惰性氣體保護焊用焊絲及保護氣體

銅薄板和中板焊接,使用氣體保護焊逐漸取代氣焊、焊條電弧焊,非熔化的電極一般選針鎢極。惰性氣體保護焊主要通過焊絲來調(diào)節(jié)焊縫的成分和性能,以此來滿足焊件的要求,因此焊接純銅一般選無氧銅焊絲,如SCu1898。焊接普通黃銅,采用無氧銅加脫氧劑的錫青銅焊絲,如SCu5210。對高強度黃銅則采用青銅加脫氧劑的硅青銅焊絲或鋁青銅焊絲,如SCu6560、SCu6100A等。焊接白銅可選擇白銅焊絲,如SCu7158。焊接青銅則選用相應(yīng)的青銅焊絲。無論是熔化極還是非熔化極惰性氣體保護焊選擇焊絲的原則均相同。厚度小于3mm的直邊坡口對接,可以不加焊絲,厚度大于3mm的通常要加填充絲,而厚度大于12mm的焊件則最好選用熔化極惰性氣體保護焊。

保護氣體通常選用氬氣,在一些特殊情況下,如焊接純銅或高導(dǎo)熱率銅合金焊件時,不允許預(yù)熱,要求獲得較大的熔深時,可采用70%氬氣與30%(體積分?jǐn)?shù))氦氣的混合氣;旌蠚怏w的最大優(yōu)點是可以改善焊縫金屬的潤濕性,提高焊接質(zhì)量。

銅及銅合金焊絲執(zhí)行 GB/T9460-2008《銅及銅合金焊絲》,焊絲的具體選用見第二章第二節(jié)。

(五)焊接工藝措施

由于前面所述的銅及銅合金的焊接性特點,焊接銅及銅合金時,需要采取以下的工藝措施∶

1、焊前需要徹底清除坡口兩側(cè)30mm范圍內(nèi)的油脂、水分及其他雜質(zhì)及金屬表面的氧化膜,直至露出金屬光澤為止。這是避免焊縫出現(xiàn)氣孔的有效措施。

2、焊前要預(yù)熱或在焊接過程中采取同步加熱的措施。

3、嚴(yán)格限制銅中的雜質(zhì)含量,通過焊絲加入硅、錳、磷等合金元素,增加對焊縫的脫氧能力,選用能獲得雙相組織的焊絲等措施,防止焊接接頭的熱裂紋與減少氣孔。

4、控制焊后冷卻速度,防止焊接變形。

5、因銅及銅合金的流動性好,故應(yīng)盡可能采用平焊位置。


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