機械加工工藝
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焊接工藝在低碳鋼和銅及其合金中的應用

在鈑金加工中,一些精密機械件會用到一些特需的型材,在各種型材焊接的時候我們如何保證更合理更好更精密的進行焊接,這樣還能節約大量的特需型材。現在我們以銅和銅合金為例,從其焊接性和焊接工藝兩個方麵來說說。
一、 焊接性:
其焊接主要問題是在焊縫區及熔合區易產生裂紋,產生裂紋有兩種形態,焊絕裂紋和熱影響區滲透裂紋。
1) 焊縫裂紋,鋼與銅及其合金焊接焊縫中產生裂紋屬熱裂紋,其產生的原因是:
① 銅與鋼的物理性能差異很大,鋼與銅的熱膨脹和導熱率相差很大,因此焊接時接頭中產生很大的應力,導致焊縫產生裂紋。
② 由於銅和銅金屬焊接時熱裂紋傾向較大而鋼與銅及銅合金焊接時焊縫是鐵與銅的混合物,因此隨著含銅量增加,產生熱裂紋傾向也較大。
2) 熱影響區滲透裂紋,鋼與銅及銅合金焊接時在液體銅及銅合金相接觸的鋼中易產生滲透裂紋,滲透裂縫在高溫時形成的,產生原因是:由於液態銅及銅合金對鋼的滲透作用和拉伸應力共同作用的結果,從焊縫冷卻瞬間開始,在接頭中就會產生拉伸應力,這種應力隨著不斷冷卻而增加,
另外在結晶過程金屬組織往往有缺陷,在鋼的結晶表麵就產生微觀裂口,在焊接拉伸應力作用下,形成熱影響區滲透裂紋,當焊縫中Ni含量大於16%時在低碳鋼上不產生滲透裂紋(NiCu合金)。
二、 焊接工藝:
手工電弧焊,氬弧焊和氣體保護焊都可以焊接鋼與銅及其合金的異種接頭。
銅和鋼及其合金焊接時選用一種填充金屬,直接將兩種金屬焊接,在銅或鋼上堆焊過渡層,然後焊接。
由於含鎳焊縫抗滲透裂紋能力強,使用純鎳或含銅的鎳基合金來熔敷過渡層,鎳能大大減除或消除銅及銅合金對鋼的滲透作用,十分有利於消除熱影響區的滲透裂紋,如圖:
 堆焊過渡層,然後進行焊接。
1. 紫鋼與低碳鋼焊接。
堆焊過渡層後,可用紫銅作填充金屬材料,絲201、絲202、為加強熔池的脫氧作用,采用矽錳青銅絲,QSi3-1焊接,其焊接質量和效果更好。
2.矽青銅和鋁青銅與低碳鋼焊接。
堆焊過渡層後,可用鋁青銅作填充金屬材料QAL9-2此時焊縫反雙相組織,焊縫有較高的抗熱裂性能,也可用焊條銅237去除藥皮擦幹淨作填充金屬絲,鋁還可以減輕熱影響區滲透裂紋,焊縫強度也比紫銅高。用交流氬弧焊焊接。
3.黃銅和低碳鋼焊接。
堆焊過渡層後,為減少黃銅鋅的蒸發,采用QSi3-1矽錳青銅絲作填充金屬,采用交流電源焊接,也可用QAL9-2鋁錳青銅絲作填充金屬材料,如沒有盤圓的青銅絲可用銅237焊條去除藥皮擦幹淨後進行加絲焊接,用交流氬弧焊焊接。
4. 鐵白銅與低碳鋼焊接
堆焊過渡層後低碳鋼與鐵白銅(主要成分Ni5~6.5%,Fe1.0~1.4%,其采為Cu)焊接時,可采用BFe5~1作為填充金屬材料,引時焊縫含鐵量為32%左右,也具有足夠的抗熱裂能力,焊接時,電弧應偏離坡口中心,移至鐵白銅一側,才能保證焊接接頭的性能。
像鎳銅合金導電性能和導熱性與低碳鋼相近,因此焊接時不需要預熱。
 
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