1、銅及銅合金的焊接性比低碳鋼差,在焊接時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)下列情況:
a)銅及其合金的導(dǎo)熱性好,熱容量大,母材和填充金屬不能很好地熔合,易產(chǎn)生焊不透現(xiàn)象。
b)銅及其合金的線膨脹系數(shù)大,凝固時(shí)收縮率大,因此其焊接變形大。如果焊件的剛度大,限制焊件的變形,則焊接應(yīng)力就大,易產(chǎn)生裂紋。
c)液態(tài)銅熔解氫的能力強(qiáng),凝固時(shí)其溶解度急劇下降,氫來不及逸出液面,易生成氣孔。
d)銅在高溫時(shí)極易氧化,生成氧化亞銅(Cu2 O),它與銅易形成低熔點(diǎn)的共晶體,分布在晶界上,易引起熱裂紋。
e)銅合金中的許多合金元素(如鋅、錫、鉛、鋁及錳等)比銅更易氧化和蒸發(fā),從而降低焊縫的力學(xué)性能,并易產(chǎn)生熱裂、氣孔和夾渣等缺陷。
銅及銅合金通常采用氬弧焊、氣焊和釬焊進(jìn)行焊接,焊前需預(yù)熱,焊后需進(jìn)行熱處理。為保證銅及其合金的焊接質(zhì)量,常采取如下措施:
a)嚴(yán)格控制母材和填充金屬中的有害成分,對重要的銅結(jié)構(gòu),必須選用脫氧銅作母材。
b)清除焊件、焊絲等表面上的油污、銹跡和水分,以減少氫的來源。
c)焊前預(yù)熱以彌補(bǔ)熱傳導(dǎo)損失,并改善應(yīng)力分布狀況;焊后進(jìn)行再結(jié)晶退火,以細(xì)化晶粒和破壞晶界上的低熔點(diǎn)共晶體。
2、鋁及鋁合金焊接時(shí)的特點(diǎn)如下:
a)極易氧化 在焊接過程中,鋁及鋁合金極易生成熔點(diǎn)高(約2 050℃)、密度大(3. 85 g/cm3)的氧化鋁,阻礙了金屬之間的良好結(jié)合,并易造成夾渣。解決辦法是:焊前清除焊件坡口和焊絲表面的氧化物,焊接過程中采用氬氣作保護(hù);在氣焊時(shí),采用熔劑,并在焊接過程中不斷用焊絲挑破熔池表面的氧化膜。
b)容易形成氣孔液態(tài)鋁的溶氫能力強(qiáng),凝固時(shí)其溶氫能力將大大降低,易形成氫氣孔。
c)容易產(chǎn)生熱裂紋鋁及鋁合金的線膨脹系數(shù)約為鋼的兩倍,凝固時(shí)的體積收縮率達(dá)6. 6%左右,因此,焊接某些鋁合金時(shí),其往往由于過大的內(nèi)應(yīng)力而在脆性溫度區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生熱裂紋。
d)鋁在高溫時(shí)強(qiáng)度和塑性很低,焊接時(shí)常由于不能支持熔池金屬而引起焊縫塌陷或燒穿,因此,焊接時(shí)需要采用墊板。
鋁及鋁合金的焊接常用氬弧焊、氣焊等,一般采用通用焊絲HS311。
3、鈦及鈦合金焊接時(shí)有如下特點(diǎn):
a)焊接時(shí)吸收氣體使接頭變脆鈦是化學(xué)活潑性非常強(qiáng)的元素,在液態(tài)或高于600℃的固態(tài)下,極易吸收氧、氮、氫氣體,使鈦發(fā)生顯著脆化。氧易使鈦形成固溶體引起硬度、強(qiáng)度升高,塑性下降。氮使鈦形成很脆的氮化物。氫是鈦中最有害的元素,400℃時(shí)氫在鈦中具有很大溶解度,冷卻過程中,由于溶解度下降使氫氣來不及排出而聚集成氣孔。
b)易產(chǎn)生裂紋由于鈦及鈦合金的熔點(diǎn)高,導(dǎo)熱性差,導(dǎo)溫系數(shù)低,熱容量小,所以焊接時(shí)熔池具有積累熱量多、尺寸大、高溫停留時(shí)間長和冷卻速度慢等特點(diǎn)。另外,焊接接頭易產(chǎn)生過熱組織,晶粒變粗大,導(dǎo)致脆性嚴(yán)重和出現(xiàn)裂紋。
因此,鈦及鈦合金焊接時(shí),須對焊接區(qū)域采取有效的保護(hù)措施,不能用氧一乙炔氣焊、手工弧焊及二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊等方法,而應(yīng)采用氬弧焊、等離子弧焊、真空電子束焊、點(diǎn)焊等方法。
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