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铜焊的介绍及其各种焊机用法
添加时间:2015-08-19 浏览次数: 2813

  铜具有优良的导电性、导热性、耐腐蚀性、延展性及一定的强度等特性。在电气、电子、化工、食品、动力、交通及航空航天工业中得到广泛应用。在纯铜(紫铜)中添加10余种合金元素,形成固溶体的各类铜

  合金,如加锌为黄铜;加镍为白铜;加硅为硅青铜;加铝为铝青铜等等。

  铜及铜合金可用钎焊、电阻焊等工艺方法实现连接,在工业发达的今天、熔焊已占据主导地位。用焊条电弧焊、TIG焊、MIG焊等工艺方法容易实现铜及铜合金的焊接。影响铜及铜合金焊接性的工艺难点主要有四项元素:

  一是、高导热率的影响。铜的热导热率比碳钢大7~11倍,当采用的工艺参数与焊接同厚度碳钢差不多时,则铜材很难熔化,填充金属和母材也不能很好地熔合。

  二是、焊接接头的热裂倾向大。焊接时,熔池内铜与其中的杂质形成低熔点共晶物,使铜及铜合金具有明显的热脆性,产生热裂纹

  三是、产生气孔的缺陷比碳钢严重得多,与要是氢气孔。

  四是、焊接接头性能的变化。晶粒粗化,塑性下降,耐蚀性下降等。

  钢与铜及铜合金焊接时的主要困难是在焊缝及熔合区易产生裂纹。实践证实,为了保证焊缝具有足够高的抗裂性能,焊缝中铁的质量分数以控制在10%~43%为宜。

  近年来,采用MIG方法焊接铜及铜合金的施工越来越多,尤其对于厚度≥3mm的铝青铜、硅青铜和白铜最好选用MIG焊方法。厚度3~14mm或>14mm的铜及铜合金几乎总要选用MIG焊,因为熔敷效率高、熔深大、焊速快(一般为TIG焊的3~4倍),实现高效、优质、低成本的经济效益要求。铜材施焊前均应达到预热温度要求(纯铜400~600℃,铜合金200~300℃),焊丝与母材化学充分相似,氩气纯度≥99.98%

  ⑴焊接方法及焊接材料

  低碳钢与铜及铜合金焊接时,可以分别采用手弧焊、埋弧焊和钨极氩弧焊。低碳钢与纯铜焊接时采用纯铜作为填充金属材料,如焊条TCu(T107);钨极氩弧焊时,采用硅锰青铜QSi3-1焊丝。

  低碳钢与硅青铜、铝青铜焊接时,可采用铝青铜作填充金属材料。不锈钢与铜焊接时,采用镍或镍基合金作填充金属材料。

  铜和铝的熔点相差达423℃,很难同时熔化,在熔池中会产生脆性化合物AlCu2、Al2Cu3、AlCu、Al2Cu等。当铜铝合金中含铜量在12%~13%以下时,综合性能最好,所以常采用铝焊丝。为加速铜的熔化,焊丝应偏离铜板坡口上缘0.5~0.6δ(δ为焊件厚度)。铜侧开半∪形坡口,铝侧为直边,坡口中预置ф3mm的焊丝。当焊件厚度为10mm时,焊丝直径2.5mm,焊接电流400~420A,电弧电压38~39V,送丝速度332m/h,焊接速度21m/h。焊后,焊缝金属中铜的

  质量分数8%~10%为符合要求

  黄铜焊接的方法有:气焊、碳弧焊、手工电弧焊和氩弧焊

  1〃黄铜的气焊

  由于气焊火焰的温度低,焊接时黄铜中锌的蒸发比采用电焊时少,所以在黄铜焊接中,气焊是最常用

  的方法。

  黄铜气焊采用的焊丝有:丝221、丝222和丝224等,这些焊丝中含有硅、锡、铁等元素,能够防止和减少熔池中锌的蒸发和烧损,有利于保证焊缝的性能和防止气孔产生。气焊黄铜常用的熔剂有固体粉末

  和气体熔剂两类,气体熔剂由硼酸甲脂及甲醇组成;熔剂如气剂301。

  2〃黄铜的手工电弧焊

  焊接黄铜除了用铜227及铜237外,也可以采用自制的焊条。

  黄铜电弧焊时,应采用直流电源正接法,焊条接负极。焊前焊件表面应作仔细清理。坡口角度一般不应小于60~70º,为改善焊缝成形,焊件要预热150~250℃。操作时应当用短弧焊接,不作横向和前后摆动,只作直线移动,焊速要高。与海水、氨气等腐蚀介质接触的黄铜焊件,焊后必须退火,以消除焊接应力。

  3〃黄铜的手工氩弧焊

  黄铜手工氩弧焊可以采用标准黄铜焊丝:丝221、丝222和丝224, 也可以采用与母材相同成分的材料作填充材料。

  4〃黄铜碳弧焊

  黄铜碳弧焊时,根据母材的成分选用丝221、丝222、丝224等焊丝,也可用自制的黄铜焊丝施焊。焊接可以采用气剂301等作熔剂。焊接应短弧操作,以减少锌的蒸发和烧损。

  紫铜的焊接

  焊接紫铜的方法有气焊、手工碳弧焊、手工电弧焊和手工氩弧焊等方法,大型结构也可采用自动焊。

  (1) 紫铜的气焊焊接紫铜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。焊接时应当用短弧,焊条不宜作横向摆动。焊条作往复的直线运动,可以改善焊缝的成形。长焊缝应采用逐步退焊法。焊接速度应尽量快些。多层焊时,必须彻底清除层间的熔渣。

  焊接应在通风良好的场所进行,以防止铜中毒现象。焊后应用平头锤敲击焊缝,消除应力和改善焊缝

  质量。

  (3)紫铜的手工氩弧焊

  在紫铜手工氩弧焊时,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。

  对接接头板厚小于3毫米时,不开坡口;板厚为3~10毫米时, 开V型坡口,坡口角度为60~70º; 板厚大于10毫米时,开X型坡口,坡口角度为60~70º;为避免未焊透,一般不留钝边。根据板厚

  和坡口尺寸,对接接头的装配间隙在0.5~1.5毫米范围内选取。

  紫铜手工氩弧焊,通常是采用直流正接,即钨极接负极。为了消除气孔,保证焊缝根部可靠的熔合和焊透,必须提高焊接速度,减少氩气消耗量,并预热焊件。板厚小于3毫米时,预热温度为150~300℃;板厚大于3毫米时,预热温度为350~500℃。预热温度不宜过高,否则使焊接接头的机械性能降低。 还有紫铜的碳弧焊,碳弧焊使用的电极有碳精电极和石墨电极。紫铜碳弧焊所用的焊丝和气焊时一样,也可用母材剪条,可用气焊紫铜的助熔剂,如气剂301等。

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