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铜合金材料焊接时会出现哪些问题?

铜合金材料是以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金。按铜合金材料形成方法划分,可分为铸造铜合金和变形铜合金。铸造铜合金不能进行锻造、挤压、深冲和拉拔等变形加工。铸造铜合金和变形铜合金又可以细分为铸造用纯铜、黄铜、青铜和白铜。铜合金的焊接性比低碳钢差,那么铜合金材料焊接时会出现那些问题呢?

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首先铜及其铜合金材料的导热性好,热容量大,母材和填充金属不能很好地熔合,易产生焊不透现象。铜及其合金的线膨胀系数大,凝固时收缩率大,因此其焊接变形大。如果焊件的刚度大,限制焊件的变形,则焊接应力就大,易产生裂纹。


其次铜合金材料液态铜熔解氢的能力强,凝固时其溶解度急剧下降,氢来不及逸出液面,易生成气孔。铜在高温时极易氧化,生成氧化亚铜(Cu2 O),它与铜易形成低熔点的共晶体,分布在晶界上,易引起热裂纹。

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另外铜合金材料中的许多合金元素(如锌、锡、铅、铝及锰等)比铜更易氧化和蒸发,从而降低焊缝的力学性能,并易产生热裂、气孔和夹渣等缺陷。铜及铜合金通常采用氩弧焊、气焊和钎焊进行焊接,焊前需预热,焊后需进行热处理。为保证铜及其合金的焊接质量,常采取一定措施进行处理。


此外铜合金材料严格控制母材和填充金属中的有害成分,对重要的铜结构,必须选用脱氧铜作母材。清除焊件、焊丝等表面上的油污、锈迹和水分,以减少氢的来源。焊前预热以弥补热传导损失,并改善应力分布状况;焊后进行再结晶退火,以细化晶粒和破坏晶界上的低熔点共晶体。


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