小议紫铜黄铜焊接

紫铜焊接? 紫铜焊接是被焊工件的材质（这里指紫铜），通过加热或加压或两者并用，并且用 或不用填充材料，使工件的材质紫铜达到原子间的建和而形成永久性连接的工艺过程， 一般用于工业 紫铜焊接过程中，工件和焊料熔化形成熔融区域，熔池冷却凝固后便形成材料之间 的连接。这一过程中，通常还需要施加压力。紫铜焊接的能量来源有很多种，包括气体 焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超波等。19世纪末之前，唯一的紫铜焊接工艺是铁匠 沿用了数百年的金属锻焊。最早的现代紫铜焊接技术出现在19世纪末，先是弧焊和氧燃 气焊，稍后出现了电阻焊。 紫铜焊接的分类：金属的紫铜焊接,按其工艺过程的特点分有熔焊,压焊和钎焊三大 类. 熔焊是在紫铜焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成紫铜焊接的方 法。熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。熔池随热源向前移动， 冷却后形成连续焊缝而将两工

紫铜焊接脆化原因分析

焊接技术是现代工业和科学技术发展的产物,是现代工业制造技术的一个重要的组成部分。通过对氧枪喷头产品中的焊接工艺难点进行试验研究,制定了可行的技术方案,保证了产品使用性能的要求。针对产品的结构,对焊接方法的选择进行了综合分析,通过试验研究,确定适于生产的工艺方案,以保证产品质量满足使用性能。对产品铜-铜焊接工艺进行了较系统研究,主要分析了铜与铜合金的焊接性;钎焊特点;钎焊接头的形成过程,其中包括钎料和母材金属成份、钎焊温度等。同时对氧枪喷头内部结构的钎焊工艺性从选用钎料、钎焊工艺试验两个方面进行了分析研究,并且针对氧枪喷头铜-钢焊接工艺性、对零件材质焊接性进行了分析,运用了铜钢电子束焊接,铜钢钨极氩弧焊接,铜钢熔化极氩弧焊接等方法进行了试验,确定了适于批量生产的工艺方法,经生产验证产品达到了各项技术性能指标。

纯铜焊接工艺探讨 摘要：本文通过对纯铜的物理性能及焊接性分析，经过摸索试验，总结出一 套行之有效的纯铜手工氩弧焊焊接施工方法。 关键词：氩弧焊；预热；纯铜；焊剂 引言 纯铜是含cu量不低于99.9的工业纯铜，纯铜的密度为8.96g/m3，熔点为 1083℃，具有面心立方晶格的晶体结构，因此具有优良的导电性，在金属中仅次 于银，导热性仅次于金和银，在大气、海水中具有良好的耐蚀性及良好的低温塑 性，被广泛应用于导电元件或导体，常应用于电站的母线上。 1.纯铜焊接特点 由表1可看出铜焊接性有别于钢和铝，其焊接时主要存在以下几点问题： 1.1.未熔合、易变形 由表1可知铜的热导系数在20℃时约为铁的7.2倍，1000℃时约为铁的11 倍，焊接时热 量迅速从加热区传导出去，加热范围扩大，使母材与填充金属难以熔合，因 此焊接时要采用大功率热源，焊前要采取

锡青铜焊接要点 锡青铜液-固温度范围宽，偏析较严重，易生成粗大而脆弱的枝晶组织，使焊缝疏松， 甚至构成气孔。此外，锡青铜高温强度和塑性低，具有较大热脆性，故焊接时易产生热裂纹。 一般不推荐用气焊，固接头过热区宽、冷速慢，易产生裂纹。需用气焊时，应用中性焰， 火焰功率与焊碳钢相同。选用hscusn焊丝或与母材成分相近的青铜棒，但含锡量应比母材 高出1％～2％，以补偿焊接时锡的烧损。所用熔剂与焊接纯铜相同。 焊条电弧焊时选用ecusⅱ一b（即t227）焊条。焊补厚擘或刚性大的锡青铜铸件前应 预热100～200℃，表7-8-28的工艺参数可供参考。焊接时焊条不宜作横向摆动，以窄焊道 施焊，要保持层间温度在150～200℃范围。 表7-8-28锡青铜焊条电弧焊工艺参数 用手工tig焊接锡青铜时选用与气焊相同的焊丝作填充金属。可以采用交流或直流正

我国木工带锯条的焊接基本上是采用气焊和银焊两种方法。采用气焊需要特定的厂房和设备,在冬季焊接室温不得低于20℃。银焊所用的白银是国家稀有贵重金属,供应比较紧张。因此,我厂以铜焊代替银焊,经实践证明,锯条铜焊工艺具有操作方便、成本低、实用性能强等优点。带锯条的铜焊仍采用银焊所用锯条焊接机。由于铜焊片熔点为1085℃左右,银皮熔点为720～830℃,所以若使用电炉加热烙铁,电炉里的发热元件就不能用电阻丝,因为电阻丝一般只能使炉内温度升至1000℃

我厂过去对于紫銅工件的焊接,大多采用60％銀焊条的办法。后来,电焊师付們共同商量研究,下定决心,要攻破不用銀焊进行紫銅焊接的难关。經过不断实践,总結經驗,摸索到一些方法,解决了这个問題。

目前,我国矿山使用的硬质合金钎头,大多数采用高频感应焊接,也有少数采用真空电阻炉和辐射加热电阻炉焊接的。用上述方法焊接的钎头,其焊缝都存在着不同程度的开裂现象和空洞等缺陷。焊缝开裂的主要原因是由于硬质合金片和钎头壳体钢材的线膨胀系数不同所引起的。当焊接加热时,硬质合金片和钢体都能自由膨胀,在焊后冷却收缩过程中,钢体要比硬质合金片收缩量大,因此它们之间产生了收缩差。如φ40毫米一字型钎头的焊缝收缩差达0.16毫米。该收缩差,除了靠极薄的焊缝塑性来抵消一小部分外,绝大部分以应力状态存在着。这种应力对焊缝是拉应力。当这个力大于焊缝连接强度时,焊缝就会开裂,严重地影响焊缝质量。导致钎头在凿岩过程中,硬质合金片的脱落或碎片,造成钎头早期报废。为了提高真空紫铜焊接硬质合金钎头的

采用2000wnd:yag激光器焊接壁厚1.1mm的黄铜与壁厚1.5mm的紫铜搭接接头管材。研究结果表明:黄铜由于富含低熔沸点合金元素锌,易于实现激光深熔焊接,其深熔阈值低于铝合金。紫铜对yag激光的反射率极高,虽然焊接困难,但采用黄铜在上、紫铜在下的搭接接头形式,激光束则深入到紫铜基体内部实现了深熔焊接。在合适的工艺参数下,可得到成形良好的焊接接头。

黄铜的焊接工艺 黄铜的焊接工艺 来源：网络作者：不详 1、黄铜的焊接性黄铜是铜锌合金，由于锌的沸点较低，仅为907℃，故焊接过程中极容 易蒸发，这一点成为黄铜焊接的最大问题。在焊接高温作用下，焊条电弧焊时锌的蒸发量高 达40%，锌的大量蒸发，导致焊接接头的力学性能和耐蚀性能下降，还使之对应力腐蚀的敏 感性增大。蒸发的锌在空气中立即被氧化成氧化锌，形成白色的烟雾，给操作带来很大困难， 而且影响焊工身体健康，因此，焊接黄铜的场所，应加强通风等防护措施。黄铜的焊接性不 良，焊接时会产生气孔、裂纹、锌的蒸发和氧化等问题。为了解决这些问题，在焊接时常用 含硅的焊丝，因为硅在熔池表面会形成一层致密的氧化硅薄膜，阻碍锌的蒸发和氧化，并防 止氢的入侵。焊后可经470～560℃的退火处理，以消除应力防止“自裂”现象。 2、黄铜的焊接方法生产中常用的焊接黄铜的方法是焊条

紫铜的焊接 焊接紫铜（即一般所称的工业纯铜）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 在手工电弧焊时采用紫铜焊条铜107，焊芯为紫铜（t2、t3）。焊前应清理 焊接处边缘。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

紫铜的焊接 (一)紫铜的焊接性 紫铜(纯铜)的焊接性较差，焊接紫铜比焊接低碳钢困难得多。紫铜在焊接时 存在的主要问题有： 1．焊透性差，易变形。紫铜的导热率在室温时比低碳钢约大8倍，在 1000℃时要大10倍，使得焊接区不容易加热到熔点，致使母材难以熔化，填 充金属和母材不能很好熔合，产生未焊透和未熔化现象。因此，焊接时要使 用大功率热源(火焰能率高)，通常在焊接前还需采取预热措施。另一方面， 紫铜的线膨胀系数比低碳钢要大50％以上，由液态转变为固态时收缩率也较 大，再加上铜的导热能力好，使焊缝热影响区宽，如果工件刚度不大，又无 防变形措施，在焊件焊后就会产生严重的变形。 2．易氧化，焊接接头机械性能低。铜在常温下不容易氧化，但当温度升 高到300℃以上时，其氧化能力便很快增大。当温度接近熔点时，其氧化能 力最强，生成氧化亚铜(cu2o)。在焊缝金属结晶时，氧化亚铜和

黄铜”比“紫铜”硬! 纯铜又称紫铜,密度(为7.83g/cm3}熔点为1083度,无磁性.有良好的导电,导热性能及抗蚀, 有韧性 黄铜的密度(为8.93g/cm3)多用与机械轴瓦内衬,耐磨 “黄铜”密度大于紫铜” 紫铜因呈紫红色而得名。它不一定是纯铜，有时还加入少量脱氧元素或其他元素,以改善材 质和性能,因此也归入铜合金。中国紫铜加工材按成分可分为：普通紫铜(t1、t2、t3、t4)、 无氧铜（tu1、tu2和高纯、真空无氧铜）、脱氧铜（tup、tumn）、添加少量合金元素 的特种铜（砷铜、碲铜、银铜）四类。紫铜的电导率和热导率仅次于银，广泛用于制作导电、 导热器材。紫铜在大气、海水和某些非氧化性酸（盐酸、稀硫酸）、碱、盐溶液及多种有机 酸（醋酸、柠檬酸）中，有良好的耐蚀性，用于化学工业。另外，紫铜有良好的焊接性，可 经冷、热塑性加工制

黄铜可以锻打的。一般的铜质零件加工前就是经过锻打后再加工的。 紫铜纯度较高，一般用气割炬为烧下，就变得非常软件。 青铜纯度最低，一般直接用来浇铸成型。当然黄铜也可直接浇铸的。 铜的分类与特征 一纯铜中国俗称‘紫铜日本与台湾俗称‘红铜’ a常见牌号、t2、t3、tu1、tu2 b特性导电用 c常见用途电器开关、电机线圈、电子零件、空调管路、软焊枪头 黄铜含锌 常见牌号、h62、h65、h68、hpb59-易切削黄铜 特性强度较高、耐磨、耐水汽腐蚀 常见用途建筑五金、热交换器管、泵、动力汽缸与衬套、军需品 白铜含镍 常见牌号、b25、bfe10-1-1、bzn15-20、ba13-3 特性室温下物理性能稳定 常见用途医疗器具、精密仪器、热电偶、钟表零件、眼镜架 青铜 定义旧名称即锡青铜如古代的钟、鼎、酒器新定义

通常所说的铜是指红铜红铜 红铜即纯铜，又名紫铜，具有很好的导电性和导热性，塑性极好，易于热压和冷压力加 工，大量用于制造电线、电缆、电刷、电火花专用电蚀铜等要求导电性良好的产品。 即赤铜。由硫化物或氧化物铜矿石冶炼得来的纯铜，可用以铸钱及制作器物。明宋应 星《天工开物·铜》：“凡铜供世用，出山与出炉，止有赤铜。以炉甘石或倭铅参和，转色为 黄铜；以砒霜等药制炼为白铜；矾、硝等药制炼为青铜；广锡参和为响铜；倭铅和写﹝泻﹞ 为铸铜。初质则一味红铜而已。”郭沫若《中国史稿》第一编第三章第二节：“他们冶炼的 红铜成分很纯，除天然的微量（0.1－0.2％）杂质外，没有人工加入锡或铅使成合金。红铜 的硬度虽较差，但直接经过捶打就能制成各种工具和装饰品。” 黄铜 黄铜是由铜和锌所组成的合金。如果只是由铜、锌组成的黄铜就叫作普通黄铜。如果是 由二种以上的元素组成的多种合金就称

ofc（无氧铜）：不含氧也不含任何脱氧剂残留物的纯铜。但实际上还是含有非常微量氧和 一些杂质。按标准规定，氧的含量不大于0.03％，杂质总含量不大于0.05％，铜的纯度大于 99.95％。纯度为99.995%的金属铜一般用于音响器材、真空电子器件、电缆等电工电子应 用之中. 其中无氧铜中又有lc-ofc（线形结晶无氧铜或结晶无氧铜）：纯度在99.995%以上 occ（单晶无氧铜）：纯度最高，在99.996%以上，又分为pc-occ和up-occ等 根据含氧量和杂质含量，无氧铜又分为一号和二号无氧铜。一号无氧铜纯度达到99.97％， 氧含量不大于0.003％，杂质总含量不大于0.03％；二号无氧铜纯度达到99.95％，氧含量 不大于0.003％，杂质总含量不大于0.05％。 无氧铜无氢脆现象，导电率高，加工性能和焊接性能、耐蚀性能和低温性能均

紫铜带的焊接 焊接紫铜带（即一般所称的工业纯铜）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、紫铜带的手工氩弧焊 在紫铜带手工氩弧焊时，采用的焊丝有丝201(特制紫铜带焊丝) 和丝202，也采用紫铜带丝，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。 紫铜带手工氩弧焊，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

比较几种酸对纯铜焊接件中氧化皮、表面杂质的去除能力,确定基础酸。选定几种表面活性剂与其配伍,通过比较除油效果,确定清洗液的最终成分和用量,同时确定焊接件清洗后的钝化处理方法,以达到保色防腐效果。结果表明,磷酸、氢氟酸、氟硼酸和柠檬酸可作基础酸,与聚醚npe-108配伍可达到清洗效果,苯并三氮唑与硅酸钠有理想的保色性。

本文通过对纯铜的物理性能及焊接性分析，经过摸索试验，总结出一套行之有效的纯铜手工氩弧焊焊接施工方法。

1概况1991年,我公司在郑州化工厂施工,承担扩厂改造工程。其中电解车间的整流所及电解槽的紫铜排焊接是一项颇为棘手的焊接工程。紫铜排分为图纸所称的硬联接和软联接。硬联接是指单层紫铜板对接接头;软联接是指单层紫铜板与多层薄板的对接接头。规格尺寸(δ为板厚、b为板宽)有:

我公司承制的某车型行走系统油气悬挂装置中的活塞采用的是45号钢与铝青铜qal9-2焊接而成,活塞是该系统的重要组成部分,其产品精度和质量要求高,该件为焊后加工而成,加工余量较小,焊接质量要求很高,必须一次施焊完成,没有返修余地,由于铜和钢两种金属的焊接属于异种金属焊接,焊接性较差,焊接难度大。主要问题在于铜与钢的熔点、导热系数、线膨胀系数和力学性能等都有很大的不同,容易在焊接接头中产生应力集中,导致各种焊接裂纹,焊接接头力学性能减低等焊接缺陷和焊道塌陷,气孔等其他常见缺陷。故而必须选择合适的焊接方法来保证一次焊接到位。

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