紫铜板焊接工艺

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紫铜板焊接的方法有哪些呢?紫铜板焊接中会有缺陷吗?紫铜板焊接中的缺陷又该如何解决呢?紫铜板是一种机械性能良好,热态下塑性良好,冷态下塑性尚可,可切削性好,易纤焊和焊接,耐蚀的铜材。紫铜板的牌号有很多,包括了零号无氧铜、一号无氧铜、二号无氧铜、一号铜、二号铜、三号铜、一号磷脱氧铜和二号磷脱氧铜等。紫铜板的加工不贵,又有那么多的优点,因此被广泛使用。现在我们就来说说紫铜板焊接的有关知识。
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紫铜板
紫铜板焊接的示例:母材30mm紫铜板与10mm紫铜板角焊缝,如下图1
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图1:紫铜板焊接的示例
紫铜板焊接的方法:
1、紫铜板的气焊:焊接紫铜板最常用的是对接接头,搭接接头和丁字接头尽量少采用。气焊可采用两种焊丝,一种是含有脱氧元素的焊丝,如丝201、202;另一种是一般的紫铜丝和母材的切条,采用气剂301作助熔剂。气焊紫铜时应采用中性焰。
2、紫铜的手工电弧焊:在手工电弧焊时采用紫铜焊条铜107,焊芯为紫铜(T2、T3)。焊前应清理焊接处边缘。焊件厚度大于4毫米时,焊前必须预热,预热温度一般在400~500℃左右。用铜107焊条焊接,电源应采用直流反接。
3、紫铜板的手工氩弧焊:在紫铜板手工氩弧焊时,采用的焊丝有丝201(特制紫铜焊丝)和丝202,也采用紫铜丝,如T2。焊前应对工件焊接边缘和焊丝表面的氧化膜、油等脏物都必须清理干净,避免产生气孔、夹渣等缺陷。清理的方法有机械清理法和化学清理法。
紫铜板焊接中产生气孔的原因:铜产生气孔的倾向远比钢严重。其中一个直接原因是铜导热性好,焊接熔池凝固速度快,液态熔池中气体上浮的时间短来不及逸出,易造成气孔。但根本原因是气体溶解度随温度下降而急剧下降及化学反应产生气体所致。铜的气孔分两种类型,即氢造成的扩散气孔和水蒸气造成的反应气孔。铜的液态金属能溶解氢,高温时溶解很多,随着温度的降低,溶解度也降低,许多金属都是这样,但在铜中溶解度降低的幅度比在钢中大的多。这就是说,在焊缝凝固前会有很多氢要逸出,但铜焊缝的凝固速度比较快,氢来不及逸出便要形成气孔。这就是扩散气孔。高温时铜与氧亲和力较大而形成Cu2O,在1200℃以上可溶于液态铜中,低于1200℃便要游离出来,与氢发生如下反应:[Cu2O]+2[H]2[Cu]+H2O所形成的水蒸气不溶于液态铜,若来不及逸出也会形成气孔。这就是反应气孔。铜历史价格
紫铜板焊接过程中的气孔防止措施:
1、防止焊缝金属吸氢及氧化,焊件表面在焊前应去油污、水分等,焊条焊剂要烘干使用,焊丝表面不得有水分。
2、对焊缝加强脱氧,加入硅、铝、钛、锰等脱氧元素。
3、焊接时加强保护效果。
4、选择合适的焊接工艺参数,降低冷却速度,溶深不可过大。
紫铜板焊接过程中的热裂纹:在焊缝及熔合区易产生热裂纹。形成热裂纹的原因主要有以下几个方面:
1、铜的线膨胀系数几乎比低碳钢大50%以上,由液态转变到固态时的收缩率也比较大,对于刚性大的工件,焊接时会产生较大的内应力。
2、熔池结晶过程中,在晶界易形成低熔点的氧化亚铜-铜的共晶物(Cu+Cu2O)。
3、凝固金属中的过饱和氢向金属的显微缺陷中扩散,或者它们与偏析物(如Cu2O)反应生成的H2O在金属中造成很大的压力。
4、母材中的铋、铝等低熔点杂质在晶界上形成偏析。为了防止热裂纹的产生必须严格限制母材和焊接材料的氧、铅、铋、硫等有害元素的含量。焊接时加强对熔池的保护,采取减少焊接应力的工艺措施,如选用热量集中的热源、焊前预热、选择合理的焊接顺序、焊后缓冷等。
5、接头性能低,焊接紫铜时由于存在合金元素的氧化及蒸发、有害杂质的侵入、焊缝金属和热影响区组织的粗大、再加上一些焊接缺陷等问题,接头的强度、塑性、导电性、耐蚀性等往往低于母材。
紫铜板焊接过程中热裂纹的避免措施:选择合适的焊接材料,严格控制工艺参数,有可能时要作焊后热处理。
紫铜板焊接的防护措施:
1、认真清理母材两侧油污,氧化皮,使它露出金属光泽。
2、母材焊前预热400-500℃。预热部位要离坡口500mm以上,以防坡口过快氧化。
3、焊接选用多层多道焊接,控制层间温度200-300℃。
4、控制熔池不要过大,过大熔池造成晶粒粗大,易产生热裂纹。
5、焊接过程中严格进行层间清理,确认无任何缺陷方可进行下部焊接。
6、焊后进行保温缓冷。