铜及铜合金的焊接.doc

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1、铜及铜合金的焊接一、铜及铜合金种类工业纯铜称为紫铜。常用铜合金有黄铜（铜锌合金）、青铜两类。在同和铜合金中焊接量最大的是纯铜和黄铜。青铜焊接多为铸件缺陷的焊补，在机械制造工业中白铜（铜镍合金）焊接应用较少。1.紫铜的牌号和性能根据含氧量的不同，紫铜可分为工业紫铜（牌号有T1、T2、T3、T4）、脱氧紫铜（TUP）和无氧紫铜（TU1、TU2）。紫铜熔点1083℃。紫铜具有极高的导电性、导热性、优良的可塑性，在低温下紫铜仍能保持较高的塑性，因此在制冷设备中用得较多。但是，在400～700℃的高温下，紫铜的强度及塑性明显降低，这是它的缺点。在退火状态（软状态）下的紫铜强度低、塑性高。经冷

2、加工变形后（硬状态），强度提高，但塑性显著降低。紫铜的冷作硬化效应可由550～600℃的退火工序消除掉，使塑性得以完全恢复。2.黄铜的牌号和性能铜和锌的合金成为普通黄铜，其颜色随含锌量的增加由黄红色变成淡黄色。根据工艺性能、机械性能和用途的不同，黄铜可分为压力加工用黄铜和铸造黄铜。黄铜以字母H编号，普通黄铜H后的数字表示铜的平均含量，特殊黄铜在H后还要注明所加入主要元素的化学符号，然后在铜的平均含量后，列出所加入主要元素的平均含量，例如HMn58-2表示含铜量58%，含锰量2%的锰黄铜。经冷加工（冲压、弯曲等）或焊接后的黄铜，由于存在内应力，在湿气、氨、海水等腐蚀介质的作用下容易发

3、生腐蚀裂缝。为防止上述现象，冷加工或焊接后的黄铜必须进行退火，以消除内应力，退火温度为300～400℃。3.青铜的牌号和性能凡不以锌为主要组成而以锡、铝、硅、铅或铍等元素组成的铜合金称为青铜。常用的青铜有锡青铜、铝青铜、硅青铜、铍青铜等。青铜具有较高的机械性能、耐磨性、铸造性能和耐腐蚀性能。常用来制造各种耐磨、耐蚀的零件，如轴套、轴瓦、阀体、泵壳、涡轮等。青铜可分为压力加工用的青铜和铸造用的青铜，在工业上应用较多的是铸造青铜。青铜常以字母Q编号，字母后标以主要合金元素的化学符号及平均含量，并在最后还标出其他合金元素的平均含量，余量为铜。例如QSn3-7-5-1，表示含锡3%、锌7%

4、、铅5%镍1%的锡锌铅镍青铜。二、铜及铜合金的焊接性1.紫铜的导热率高。常温下紫铜的导热系数比碳钢约大8倍，要把紫铜焊件局部加热到熔化温度比较困难，因此在焊接时要采用能量集中的热源。2.铜及铜合金焊接时常会出现裂缝。裂缝的位置在焊缝、熔合线及热影响区。裂缝呈晶间破坏，从断面上可看到明显的氧化色。焊接结晶过程中，微量氧与铜形成Cu2O，并与α铜组成低熔点共晶（α+Cu2O），其熔点为1064℃。铅不溶于固态铜，铅与铜生成熔点约326℃的低熔点共晶体。高温下的铜及铜合金接头在焊接内应力的作用下，在焊接接头的脆弱部位形成裂纹。另外，焊缝中的氢也可导致裂纹。3.铜及铜合金的焊缝中常会出现气

5、孔。纯铜焊缝金属中的气孔主要是由氢气引起的。当纯铜中溶解有CO气体时，也可能由水汽及由一氧化碳和氧反应生成的CO2气体引起气孔。铜合金焊接时的气孔形成倾向比纯铜要大得多。一般气孔分布在焊缝中心及接近熔合线处。4.纯铜及铜合金焊接时，存在着接头力学性能降低的倾向。在铜合金的焊接过程中会发生铜的氧化及合金元素的蒸发、烧损现象。低熔点的共晶及各种焊接缺陷导致焊接接头强度、塑性、耐蚀性及导电性降低。三、铜及铜合金的焊接方法铜及铜合金的焊接方法很多，如气焊、碳弧焊、焊条手工焊、钨极氩弧焊、埋弧焊、等离子焊等。它们各有不同的应用场合，必须根据铜及铜合金的种类、焊件厚度、产品结构形状、生产条件、

6、对焊接生产率、接头质量要求等加以选择。四、铜和铜合金的焊接材料选择铜及铜合金的焊接材料，主要指填充焊丝、焊条及焊粉。1.填充焊丝在气焊、碳弧焊、钨极氩弧焊时，需要手工添加填充焊丝。焊丝是按化学成分分类的，各种焊丝的编制方式是以“丝”字拼音的第一个字母“S”为牌号，“S”字后面用化学元素符号表示焊丝的主要成分，化学符号后面的数字表示顺序号。国产铜及铜合金焊丝的牌号及化学成分见表1。表1铜及铜合金焊丝牌号主要成分、性能及用途焊丝牌号相当部标型号焊丝名称焊丝主要成份（%）焊接接头抗拉强度焊丝熔点（℃）母材（MPa）HS201Scu-2特制紫铜焊丝锡1.1，硅0.4锰0.4，铜余量紫铜≥1

7、9601050HS202Scu-1低磷铜焊丝磷03，铜余量紫铜1470～17701060HS221ScuZn-3锡黄铜焊丝铜60，锡1硅0.3，锌余量H62≥3330890HS222ScuZn-4铁黄铜焊丝铜58，锡0.9，硅0.1，铁0.8，锌余量H62≥3330860HS224ScuZn-5硅黄铜焊丝铜62，硅0.5，锌余量H62≥3330905焊丝牌号性能及用途HS201焊接工艺性能优良，焊缝成型良好，机械性能较高，抗裂性能好，适用于亚弧焊、氧-乙炔气焊紫铜（纯