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止水铜片的焊接方法及焊接时存在的主要问题

发2020-04-20 08:07

 

  接头对接,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

  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。

  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60~70; 板厚大于10毫米时,开X型坡口,坡口角度为60~70;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。

  铜止水手工氩弧焊,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。

  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。

  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,氧化亚铜和铜会形成低熔点共晶体(1064),ag8网站。分布在铜的晶界上,使焊接接头力学性能大为降低,其强度可降低到只有母材的1/2~1/3。又由于铜是单相组织,没有同素异构转变,也没有重结晶和细化晶粒的作用,因此,焊后焊缝金属都是粗大的晶粒组织,所以也造成了焊后焊缝的机械性能一般低于基本金属,尤其是接头部分的塑性和韧性,降低更为明显。

  气孔是铜焊接时的一个主要问题。大量试验研究和生产实践表明,紫铜焊缝对氢气孔的敏感性比低碳钢焊缝要高得多。其原因是:一方面铜的导热系数高,使得铜焊缝的结晶凝固过程特别快,因而在高温时所溶解在焊缝中的氢不易上浮逸出,就在焊缝中形成气孔;另一方面,试验表明,铜在高温时吸收氢量的能力比低碳钢也大得多,这也是为什么铜对氢气孔特别敏感的原因。

  紫铜在焊接时,在焊缝和近缝区内产生的裂纹,其中最常见的是热裂纹。热裂纹的倾向与两个因素有关:一是焊缝中杂质的影响;一是焊接过程中所产生的应力。铜在高温时易氧化成氧化亚铜,在凝固时,氧化亚铜不溶于固体铜中,因此析出的氧化亚铜与铜形成脆性的共晶体分布于晶界上,使铜变脆,易形成裂纹。此外,铅(Pb)和铋(Bi)也是铜的主要有害杂质,它们几乎不溶于铜,在结晶时析出并与铜形成低熔点共晶体,即使在焊缝中含量很低也会形成裂纹。

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