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铜及铜合金具有难熔合及易变形性

发布时间:2017-08-14 09:38          编辑:bet9城          点击次数:

  铜及铜合金具有难熔合及易变形性。铜的导热系数比铁大可达11倍多。焊接时热量迅速从加热区传导出去,使母材与填充金属难以熔合。铜的线膨胀系数和收缩率也比较大,如表铜的线膨胀系数比铁大15%,而收缩率比铁大一倍以上。加上铜及铜合金导热能力强,使焊接热影响区加宽,焊接时如加工工件刚度不够,必然会产生较大的变形。

铜及铜合金具有难熔合及易变形性
铜及铜合金具有难熔合及易变形性

  铜及铜合金易产生热裂纹。氧是铜中经常存在的杂质,铜在焊接熔化状态时较容易形成氧化铜。氧化产物能与铜形成的低熔点共晶。其共晶温度低于铜的熔点,使焊缝容易产生热裂纹。对于特别重要的焊接结构件来说,其含氧量不应超过0.01%,而Pb、Bi、S则是铜及铜合金中经常存在的有害杂质。Bi事实上不溶解于铜,而与铜形成低熔点共晶,析出于晶间。Pb能很微量溶于铜,但Pb量稍增高的时候就与铜形成低熔点共晶。这些共晶严重降低了焊缝金属的抗热裂纹能力。研究结果显示,铜及铜合金中含Pb、Bi量较高时,就会出现裂纹,热影响区还会出现液化裂纹,因此必须严格限制用于制造焊接结构的纯铜的含Pb量和Bi量。S能较好的溶解在熔化状态中的铜,但当凝固结晶时,其在固态铜中的溶解度几乎为零,硫与铜形成共晶,其熔点低于铜,可使焊缝形成热裂纹,故焊缝中的含硫量也要严格的控制。纯铜焊接时,其焊缝为单相组织,且由于纯铜导热性强,焊缝易生长成粗大晶粒。这些都是加剧热裂纹生成的因素。纯铜及黄铜的收缩率及线膨胀系数大,焊接应力较大,也是促使热裂纹形成的原因。

  同时铜及铜合金焊接时易产生气孔。气孔是铜及铜合金焊接时的一个主要问题,尤其熔化焊时,其出现的倾向比低碳钢严重的多。铜中气孔主要是溶解性气体氢直接引起的扩散性气孔和氧化还原反应引起的反应气孔,由于铜自身的性质使其产生气孔的倾向大为加剧,成为铜及其焊接的主要困难。在平衡状态下,其氢的过饱和比钢焊缝大好几倍,在凝固结晶时形成氢气孔倾向大;熔池中的氧化铜与氢或一氧化碳反应生成的水蒸气或二氧化碳不溶于铜而促使反应性气孔的出现。

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