铜镍合金复合板焊接工艺试验
铜铜合金焊接工艺(2)
铜铜合金焊接工艺(2) 铜及铜合金的焊接工艺(2) 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。 1、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 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4mm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3mm时，不开坡口；板厚为3～10mm时，开V型坡口，坡口角度为60o~70o；板厚大于10mm时，开X型坡口，坡口角度为60o~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0.5～1.5mm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3mm时，预热温度为150~300℃；板厚大于3mm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。
铜镍合金管焊接作业指导书
文件编号福建东南造船有限公司 质量/环境/职业健康安全/能源 综合管理体系 作业指导书第1/0版 FSES-WP-1810 共6页 铜镍合金管焊接 标记处 数 修改依据 修改人 日期 审批人 日期 生效 日期 修改记录栏 施王祥苏俊淼杨永彪林奇曾金柱2014.8.20 编写校对审核审定批准批准日期版本号：1修改号：0
甲居装课铜镍合金管焊接 FSES-WP-1810 版本号/修改号：1/0 共 6 页 修改纪录表 修改日期 版本/ 修改号 修改内容 修改 状态 修改人审批人 批准 日期
甲居装课铜镍合金管焊接 FSES-WP-1810 版本号/修改号：1/0 共 6 页 铜镍合金管焊接作业指导书 1．概述： 本作业指导书旨在对铜镍合金管焊接作业作出规定，使管子焊接质量达到规范要求。 2．适用范围： 本作业指导书适用于修、造船铜镍合金管子的焊接（t=1~3mm），采用手工钨极氩弧焊。 3．职责： 3．1 质量保证部负责检验管子焊接质量。 3．2 焊工负责管子施焊，并对其质量负责。 4．实施： 4．1总则： 4．1．1 焊条、保护气应符合有关标准的规定，焊条还应经船级社认可，所有材料均应有制造厂家的合格证。4．1．2 焊工应根据自己的考核资格级别进行合理的焊接工作。 4．2焊前准备： 4．2．1 焊接前应检查相关设备电、气、水等管线的完整性，有破损的要及时更换。 4．2．2 焊接场地应有足够的通风设备，以确保焊接时产生的废气烟尘能及时排放。
4．2．3 焊前应穿戴好劳动保护用品，如：防护服，口罩，面罩（护目镜），手套，绝缘鞋等。 4．2．5 清除焊接区域的油污、氧化物等对焊接有影响的附着物，废弃物等应分类集中处理。 4．2．6 焊前必须了解施焊管子的级别，厚度和施工工艺要求，以选用规定的焊材和选择适当的参数。 4．2．6 焊前应检查上道工序的装配质量是否符合图纸技术要求和焊接工艺要求。（管厚1.5~3mm，对接焊装配间隙<0.5mm）。 4．2．7 检查焊条是否受潮、受污等。若是，则应消除后方可施焊。 4．2．8 清除焊接区域的油污、氧化物等对焊接质量有影响的附着物。 4．2．9 用铝铂封住管口，装好向管内充气，按工艺要求的气流量和时间充气。 4．2．10 检查焊接设备的完好性，开通冷却水，调节气流量，按工艺要求调好焊接电流。 4．3焊接过程： 4．3．1采用高频引弧法在对接处引弧。每次引弧前都要检查喷嘴有否被氧化物堵塞及钨极端部的锥形是否完好。4．3．2采用短弧焊接，钨极尖端距溶池的距离与钨极直径相当，焊枪与管子切线方向的夹角约75o，焊条与钨
铜钢复合材料的应用与生产综述
铜/钢复合材料的应用与生产综述 0 引言 为了使金属材料最大限度地发挥出其所具有的性能，其方法之一就是把性能不同的材料加以组合制成复合材料。 金属复合板的研究最早是美国于1860年开始的，工业性生产始于20世纪30年代。当时美国为了降低成本，提高强度，开始了镍复合钢板的生产，其后不断进行了旨在提高结合性能的制造技术开发。20世纪30年代，苏联也对铝、锡、钢等金属与合金的复合材料进行了初步研究，所采用的生产工艺主要有轧制法、铸造法、爆炸法、扩散焊接法等。其中，对冷轧复合法的工艺及力学性能研究较为深入，试生产了08F钢基体上复合18-8型不锈钢的三层耐蚀复合板。20世纪50-60年代，英国伯明翰大学等单位对固相复合进行了较为系统的研究，取得了很大成就。日本在复合材料方面的研究虽较晚，但进步迅速，近年来成为从事金属复合材料研究最多的国家之一。我国的复合板研究始于20世纪60年代初，主要方法有爆炸焊接、爆炸焊接+轧制、热轧、冷轧等，主要研究单位有上海钢铁研究所、东北大学、北京科技大学、武汉大学等。 铜/钢复合材料（在钢表面复合铜或铜合金）由于具有防腐蚀、抗磨损、导电导热性优良、美观、成本低等优点, 在军工、电子、造币、炊具及建筑装饰等领域有着广阔的应用前景, 其研究也越来越引起国内外的关注。本文主要介绍铜/钢复合材料的应用、生产方法的新进展。 1 铜/钢复合材料的应用 1.1 民用方面 铜/钢复合材料在民用方面的应用主要体现在炊具及建筑装饰领域。为了保护食品, 日常使用不锈钢锅, 但不锈钢锅导热不良, 加热时容易产生局部高温而粘底, 通过复一层高导热材料铜制成铜/钢复合材料可很好地解决这个问题。在建筑装饰领域使用铜/钢复合材料代替铜及铜合金做屋顶、门窗的框架及屋顶的气窗等, 不仅庄严美观, 而且强度高, 成本低；同时，由于内层的钢板导热率较低, 因此可使用较小的烙铁以较低的温度进行焊接, 进而可缩短焊接时间。此外, 还使用钢复黄铜H62或H68制做标牌、扶手、家具等。 1.2 电子与电气方面 在电子与电气方面广泛使用铜/钢复合材料代替传统的铜及铜合金制造电子器件, 如导电弹簧一般由磷青铜和铍青铜制造, 成本高且弹性性能随导电率的升高而下降, 用以高碳钢作芯体的铜包钢线来代替, 不仅同时具备了良好的导电和弹性性能, 而且成本低。铠装电缆过去一直用铜或铜合金制造, 现在用复铜不锈钢制造, 不但保证了导电性和耐蚀性,而且提高了强度, 减小了厚度。 由铜包钢线制成的绳索已成功地应用在铁路电气化方面, 它们取代至今使用的铜、铜镉及铜镁合金后获得了良好的效果。用铜包钢线作内导体的同轴电缆具有良好的自支承性和接线性能, 在大跨距布线的场合更具有其独特的优势。 1.3 军工方面 某发射器由20钢圆筒和黄铜HPb59-1导轨组成, 由于这两种材料之间难以焊接, 故只能铆接, 因此铆接处常
22104铜及铜合金焊接施工工艺标准修改稿
铜及铜合金焊接施工工艺标准 QB-CNCEC J22104-2006 1 适用范围 本施工工艺标准适用于紫铜钨极氩弧焊、黄铜的氧乙炔焰焊以及紫铜、黄铜的氧乙炔焰钎焊作业。. 2 施工准备 技术准备 2.1.1 施工技术资料 设计文件(施工图、材料表、标准图、设计说明及技术规定等)及焊接工艺评定。 2.1.2 现行施工标准规范 HGJ223《铜及铜合金焊接及钎焊技术规程》 GB/T3670《铜及铜合金焊条》 GB9460《铜及铜合金焊丝》 ( GB6418《铜基钎料》 GB10046《银基钎料》 2.1.3 施工方案 2.1. 3.1 焊接施工方案、焊接工艺评定报告、焊接工艺指导书 ⑴施工单位应根据设计文件要求进行焊接工艺评定，如设计文件没有明确规定评定所要执行的标准时，焊接工艺评定可按HGJ223《铜及铜焊接及钎焊技术规程》的要求进行。 ⑵依据评定合格的焊接工艺编制焊接工艺指导书并下发至施工焊接人员。 2.1.4 技术及安全交底 工号技术员应按要求向所有焊接人员进行技术及安全交底。 — 2.1.5 专业技术培训 焊工考试依据设计文件要求的标准执行，如设计文件没有明确规定可以依据《锅炉压力容器压力管道焊工考试规则》或HGJ223《铜及铜合金焊接及钎焊技术规程》焊工考试章节要求执行。 作业人员 序号工种持证上岗要求备注 | 电焊工焊工合格证合格证中的项目应与施焊项目相符，不得超项施焊1 2气割工持证企业技能资格证 ！热处理工持证企业技能资格证
3 4探伤检测人员持证应持有国家质量技术监督局签发的无损检测操作合格证） 材料的验收与保管 2.3.1.1 工程材料的验收 ⑴应由具有材料知识、识别能力、实践经验及熟悉规章制度的人员管理参与验收。 ⑵材料入库时，业主、监理、施工单位三方共同进行验收，应检查下列项目符合要求方可验收： 制造厂质量证明书 核对材质、规格型号、数量 外观检查 按规定要求做好检查记录 | 2.3.1.2 工程材料的保管 ⑴单独堆放，不得与其它材料混放，防止损伤、污染和腐蚀。 ⑵做好标识。 ⑶如露天堆放应做好防风、雨、雪等特殊防护措施。 主要施工机具 2.4.1主要机械设备 直流钨极氩弧焊机、等离子切割机等、无损检测设备等。 2.4.2主要工具 @ 角向磨光机、不锈钢丝刷、锉刀、焊枪、氧乙炔焊枪等 测量及计量器具 焊接检验尺、干湿温度计、电流表、电压表、秒表、风速计、测温仪等。 作业条件 2.6.1 施工场所已具备施工条件，所需的图纸资料和技术文件齐备，图纸会审已进行，施工方案已经编制好且审核批准，并进行技术交底。 2.6.2 建立焊接质量管理体系，应包括焊接技术人员、焊接质检人员、无损检测人员等。 2.6.3 焊接工装设备、检测、试验手段应满足铜及铜合金的焊接技术要求。 2.6.4 在焊工考试和施焊前，应具有相应的焊接工艺评定，否则按规范要求做相应的焊接工艺评定。< 2.6.5焊接场所保持清洁，并有防风防雨雪措施，相对湿度一般不大于80%，环境温度不低于5℃。3施工工艺流程 工艺流程
镍基复合材料
镍 基 复 合 材 料 的 应 用 10级金属（1）班 1007024101
镍基复合材料的应用 镍基复合材料是以镍及镍合金为基体制造的。由于镍的高温性能优良，因此这种复合材料主要是用于制造高温下工作的零部件。 镍基复合材料主要用于液体火箭发动机中的全流循环发动机。这种发动机的涡轮部件要求材料在一定温度下具有高强度、抗蠕变、抗疲劳、耐腐蚀、与氧相容。在目前正在研制的系统中这些部件选用镍基高温合金。虽然用SiC 颗粒或纤维增强的复合材料可以达到高强度、高刚度和抗蠕变。但在全流循环发动机的富氧驱动气体环境下，这些材料不能兼顾与氧的相容性。发动机起动瞬变过程的热冲击环境，排除了涡轮叶片采用加涂层的材料系的可能。 因此，用整体材料制作的涡轮叶片，必须经受住富氧燃烧产物所形成的环境。因为涡轮部件和涡轮盘在大约9min 运行中一般不用冷却，所以在短时运行中，整体材料温度达到730℃是正常的。对某些设计，希望密度低于6.5g/cm3 的材料的强度要大于1040MPa。应力、温度和化学环境都十分苛刻，要延长维修平均间隔时间(MTBR)使这些材料性能目标更难达到。其它非旋转部件也必须经受住极端运行环境的考验。喷注器面板、喷注壳体和预燃烧器在高温下都必须抗氧化、耐腐蚀、抗氢脆。喷嘴调节和控制流入主燃烧室的推进剂流量。预燃烧室是个小型燃烧室。在这个燃烧室里，产生涡轮驱动气体。在目前一些系统(其中一些被有效冷却)中，这些部件使用钴合金。未来发动机的这些部件，预计有极端的热环境(气体温度接近918℃)和高达62MPa 的压力。Si3N4 整体材料正在用作喷嘴壳体，但陶瓷壳体与金属推力室的匹配困难还没有解决。由于喷嘴壳体的形状是轴对称的，所以早就有人建议这种壳体采用连续纤维增强的复合材料，但部件的匹配条件向连续纤维增强的复合材料提出挑战。 以下为两种比较典型的镍基复合材料及其主要性能： （一）、镍基变形高温合金 以镍为主要基体成分的变形高温合金。镍基变形高温合金以汉语拼音字母“GH”加序号表示，如GH36、GH49、GH141等。它可采用常规的锻、轧和挤压等冷、热变形手段加工成材。按强化方式可分为固溶强化镍基变形高温合金，弱时效强化镍基变形高温合金和强时效强化镍基变形高温合金3类。
铜及铜合金的焊接
铜及铜合金的焊接 铜合金的制造 铜合金材料在运用于连接器的加工过程中，先是被加工成为薄片状的板材，然后切成条带形状以适应后面的冲压过程的需要。线材同样应用于连接器中，但是在端子组件和其他类型的连接器中这样的材料应用得很少。 图4.1描述了一个典型的薄板和条带铜合金的制造流程。此外在参考书目3中可以得到更详细的描述。合金线材以同样的方式制造但具有几个显著的特点：热挤压，轧制，和通过冲模的拉拔以改变热轧制和冷轧制在板材中的应用，以及退火处理过程经常用于这种产品。 连接器技术之4.1.1 铜合金的制造 溶炼和铸造铜合金是最先用于可回收的商业应用的金属之一，这是因为工业上能用经济的办法将铜合金中的杂质维持在一个较低的水平。溶炼常用于电溶炉之中而少见于铜合金在真空和惰性气体下的溶炼和铸造过程中。碳层能提供一足够的保护。此外，利用真空或特殊的空气环境将会很大的增加合金制造的成本。 氢、氧和碳的污染影响由溶炼过程和热力学方法来平衡其溶炼层进行控制，其中氢能溶解于铜，氧能与铜和一些合金元素形成氧化物，而碳能与有碳化物组分的合金起反应。溶炼控制包括纯电解阴极铜和有选择的兼容合金碎屑。当一些纯组分如镍、锡、硅或起支配作用的合金如磷、铍、和铬合金组分增加时，都会引起合金成份改变。 板材锻造的制造过程是从不连续的铸造成大矩形横截面金属锭或薄铸片开始的。前述大金属锭的典型尺寸为约150 毫米厚，300 到900 毫米宽，并且经过热轧制处理以有效的减少其厚度并消除在铸造过程中残余的铸造微片。另一种铸造方法是薄铸片(常用于窄条状铸造材料)，其典型的尺寸是约15 毫米厚，150 到450 毫米宽，这些薄铸片将直接转到冷轧过程之中。选择条形铸造是基于经济上的考虑因素(热研磨需要较高的资金成本)以及合金的特性(一些铜合金不容易在热条件下工作)。 前述半连续且大的金属锭在铸造过程中垂直利用一个中空水冷的铜模，在开始时此铜模的下底部被封住。溶化的金属实际上并未象图4.1中所示的直接进入溶模。此溶化的金属通过一流槽及分配系统进入溶模，分配系统能通过一陶制阀系统控制金属的流量。底关闭部从溶模中降低，此时形成一稳定的固体外壳以容纳溶化的金属。铸造将继续进行直到一直冷(DC)金属锭形成以足够热轧制的长度。直冷(DC)金属锭处理的经济上的优点是几个金属锭可当溶炉中的溶化金属加入相邻的溶模时同时形成。此外接着通过热轧制在厚度方面的分离是一个快速有效的方法，尽管在轧制以前要经过重新加热。 水平方向进行的条状铸造将会产生呈盘旋状的薄片，此薄片的厚度是与冷轧中第一次分离的轧磨容易相配合的。薄片在制造中被切成盘旋状而不影响其铸造过程。铸造后的表面将会重新研磨加工以形成高的表面精度。锡青铜大多数情况下用于条状加工是因为其较差热环境下
关于铜合金的凝固技术
关于铜合金的凝固技术 初见，发现生活之美https://www.360docs.net/doc/bd8725690.html,/ 1、前言 铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。铜在电气、电子工业中应用最广、用量最大，占总消费量一半以上。用于各种电缆和导线，电机和变压器的绕阻，开关以及印刷线路板等；在机械和运输车辆制造中，用于制造工业阀门和配件、仪表、滑动轴承、模具、热交换器和泵等；在化学工业中广泛应用于制造真空器、蒸馏锅、酿造锅等；在国防工业中用以制造子弹、炮弹、枪炮零件等，每生产100万发子弹，需用铜13--14吨；在建筑工业中，用做各种管道、管道配件、装饰器件等。铜的这种广泛应用使得研究开发高性能的铜合金来满足日益发展的要求显得很有必要。 随着研究的进展，制备高性能铜合金的工艺方法越来越多，并向实用化工业化生产进行，总的来说有合金化法、复合材料法。合金化法就是传统的固溶强化和析出强化，这种方法虽然在一定程度上提高了铜合金的强度，最高抗拉强度可以达到650Mpa，但由于固溶于铜基体中的原子引起铜原子点阵畸变对电子的散射作用增强，使铜合金电阻增大，因而降低了Cu合金的导电性。复合材料法包括粉末冶金法、塑性变形法、定向凝固法等。其中有一些方法还只是停留在实验室阶段，离投入生产有一段距离。虽然一些新工艺也在高性能铜合金的生产制备方面有所突破，如70年代就有美国SCM公司生产氧化物弥散强化铜合金，确立了此种合金的地位，而且粉末冶金技术也越来越多的应用到制备高性能的铜合金，但一种新的方法由研究到使用毕竟有一段很长的路要走，而以传统的熔炼和铸造技术在制备生产铜合金方面还是占有很大的地位，问题是如何改进这些工艺发展适合我国资源国情和市场需求的铜及合金产品。尤其是随着电子工业的急速发展，带来了工程中各种机械向着小型化发展的倾向，因而也就强烈的需要我们去开发新的铸造方法以生产那些没有铸造缺陷的优质材料。 现在很多研究都致力于在合金中加入什么样的元素对其机械性能产生怎么样的影响，而且也取得一系列的进展，并且一些还没有应用到实际当中去，说明还是有继续研究的必要，由于这文章是关于凝固技术这门课的，所以将主要关注的在熔炼铸造方面，如何能够制得好的凝固铸件，结合自己的专业，将介绍放在铜合金方面。 2、凝固理论进展 在近几十年中，凝固技术的重要进展有：连续铸造的扩大应用；定向凝固与单晶生长技术的完善；半固态（流变)铸造从研究走向了实际应用；通过凝固过程制备重要的新型材料，如复合材料、自生复合材料、梯度材料等；快速凝固技术的出现与应用。快速凝固是通过合金熔体的快速冷却或非均质形核的被遏制，使合金在很大的过冷度下发生高生长速率(≥l—100cm/s)的凝固，可制备非晶、准晶、微晶和纳米晶合金，此类新型功能或结构材料正在逐步进入工业应用。可见，现代凝固技术的发展不仅致力于获得外形完美、内无宏观缺陷的零件，而且追求在材料中形成常规工艺条件下不可能出现的结构与显微组织特征，使其具备一系列特殊优异的使用性能。从这个意义上说，新凝固技术与新材料的研究和发展已融为一体，最具代表性的例子是快速凝固技术，它的出现和发展直接促进了
镍基合金复合管道焊接工艺的推广和应用
镍基合金复合管道焊接工艺的推广和应用 摘要： 镍基合金复合钢管具有良好的韧性、强度，以及耐各种形式腐蚀的性能，目前广泛应用于高压高含硫气田施工中。在普光气田安全隐患排查工程中，原料气管线全部更换为镍基合金复合管道，为提高功效保证焊接质量，该工程采用了新的焊接工艺（GTAW+P+MIG），依托本工程进行推广和应用。 关键字：镍基复合管；GTAW+P+MIG；背部充氩保护装置；焊接工艺 1、简介 镍基合金复合材料作为一种新型材料[1]，其同时兼具低合金钢的韧性和强度，及镍基合金全面的耐腐蚀性能，因而在高压高含硫气田施工中得到广泛的应用。普光气田作为高含硫气田，受条件限制，在建设初期并未采用镍基合金材料进行施工。 在2016年，普光净化厂原料气管线安全隐患治理工程中，设计将原料气管线进行材质升级，将原有管道更换成镍基合金复合钢管（Q245R+N08825），规格为φ711×（32+3）mm、φ610×（28+3）mm、φ508×（24+3）mm。 目前，镍基合金复合管道的焊接方法主要有GTAW（打底）+SMAW（填充、盖面）；TIP TIG焊打底、填充、盖面。该工程使用的镍基合金复合管材，因管径和基层厚度较大，采用GTAW（打底）+MIG（填充、盖面）的焊接方法。相比以上两种方法，该方法具有更高的焊接效率和焊接可靠性。经中石化第十建设公司进行焊接工艺评定，焊缝各项性能均满足设计要求。因此，本工程最终确定采用GTAW（打底）+MIG（填充、盖面）的焊接方法进行施工焊接。 2、施工机具准备 （1）焊接设备 氩弧焊：低频脉冲钨极氩弧焊（GTAW+P），设备型号山大奥太WSM-400。该设备能够实现焊接电流在恒流与脉冲之间的自由调节，在选用脉冲电流焊接时，通过调节基值、
铜及铜合金焊接
铜及铜合金焊接 在说“铜及铜合金焊接时防止产生气孔的主要措施”之前，我们先介绍下铜及铜合金焊接时产生气孔的原因：气孔是铜及铜合金焊接时一个主要问题，只要在氩气中加入筒量的氢和水蒸气，焊缝即出现气孔，产生气孔的倾向比碳钢严重得多，原因如下： 1、铜的热导率比低碳钢高7倍以上，所以铜焊缝结晶很快，熔池易为氢所饱和而形成气泡，在凝固结晶很快的情况下，气泡不易析出，促使焊缝中形成气孔。 2、氢在铜中的溶解度随温度升高而增大，直到熔点时氢在铜中的溶解度达最高值，温度再提高，液态铜开始蒸发，氢的溶解度下降。 3、氩弧焊时氮也是形成气孔的原因，随着氩气中氮含量的增加，气孔数量随之上升。 铜及铜合金焊接时防止产生气孔的主要措施： 1、防止焊缝金属吸收氢气及氧化，焊件表面在焊前应去油污、水分等，焊条、焊剂要烘干使用，焊丝表面不得有水分。 2、对焊缝加强脱氧，加入硅、铝、铁、锰等脱氧元素。 3、焊接时加强保护。 4、选择合适的焊接工艺参数，降低冷却速度，熔深不可过大。 铜及铜合金焊接时除了产生气孔问题，还会有其他原因。铜及铜合金焊接时的问题： 1、难熔合及易变形：焊接纯铜及铜合金时，如果采用的焊接参数与焊接低碳钢差不多，母材散热太快，填充金属与母材不能很好地熔合，焊后变形也较严重，这与铜的热导率、线胀系数和收缩率有关。 铜的热导率大，20摄氏度时铜的热导率比铁大7倍多，1000摄氏度时大11倍多，焊接时热量迅速从加热区传导出去，焊接区难以达到熔化温度，使母材与填充金属很难熔合。铜在熔化温度时的表面张力比铁小1/3，而流动性比铁大1~1.5倍，表面成形能力差。 铜的线胀系数大15%，凝固时的收缩率比铁大1倍以上，再加上铜的导热能力强，使焊接热影响区加宽，焊接时如被焊工件刚度低，又无防止变形的措施，很容易产生较大变形。 2、易产生裂纹：由于铜在液态时容易氧化，生成氧化亚铜，氧化亚铜与铜形成低熔点的脆性共晶体，造成偏析或存在于晶粒边界；由于上述内应力大或氢、水蒸气和二氧化碳造成的压力存在，因此，铜及铜合金的焊接，易产生裂纹。 3、焊接接头性能下降：焊接接头的抗拉强与母材接近，但由于存在合金元素的氧化及蒸发，有害杂质的侵入，焊缝金属和热影响区组织的粗大，再加上一些焊接缺陷等问题，使
铜及铜合金的焊接性分析
铜及铜合金的焊接性分析 高导电用普通纯铜是铜的质量分数不低于99.7%，杂质含量极少。工业最常用的牌号是T1、T2和T3，外观呈紫红色，故又称为紫铜。其再结晶温度为200～280℃。 T1和T2是阴极重熔铜，含微量氧和杂质，具有高的导电、导热性，良好的耐腐蚀性和加工性能，可以熔焊和钎焊。主要用作导电、导热和耐腐蚀元器件，如电线、电缆、导电螺钉、壳体和各种导管等，航空工业多使用T2。 T3是火法精炼铜，含氧和杂质较多，具有较好的导电、导热、耐腐蚀性和加工性能，可以熔焊和钎焊。主要作为结构材料使用，如制作电器开关、垫圈、铆钉、管嘴和各种导管等；也用于不太重要的导电元件。 （1）焊接缺陷 1）未熔合与未焊透 铜导热性良好，焊接时易产生未熔合和未焊透。因此，焊接铜时应采用能量集中，相对功率较大的热源。 2）焊接变形 铜及铜合金的线膨胀系数(确定铜的线膨胀系数)大，液态凝固时的收缩率比铁大一倍以上，再加上铜的导热性能良好，使得焊接热影响区加宽，在工件厚度较薄或结构刚度较小，又无防止变形的措施时，工件焊后很容易产生较大的变形。（激光焊接时变形量的测量）当焊接接头受到较大的刚性约束时易产生焊接应力。 3）热裂纹 铜在液态时很容易被氧化生成氧化亚铜Cu 2O。Cu 2 O与Cu可生成熔点为
1060℃的共晶，与Pb生成熔点为326℃的Cu＋Pb共晶，与Bi生成熔点为270℃的共晶，与CuS生成熔点为1067℃共晶，这些共晶的熔点均低于紫铜1083℃的熔点。在结晶过程中，由于低熔点共晶体分布在枝晶间或晶界处，使铜和铜合金具有明显的热脆性，加上焊接应力的作用，极易产生热裂纹。 工业纯铜中常见的杂质元素有氧、硫、铅、铋、砷、磷等，其中氧的危害性最大。他们主要来自原材料及轧制和焊接的加工过程。其中铅和铋基本上不溶于铜，其含量应分别控制在0.03％和0.005％以内，Cu2O可溶于液态铜，但不溶于固态铜，故重要的结构含氧量应小于0.01％，焊接结构用紫铜含氧量应小 于0.03％，S小于0.0015％。 4）气孔 气孔是铜及铜合金焊接时常见的缺陷，紫铜焊缝中的气孔主要是氢气孔。氢气孔的形成与氢在铜中的溶解度随温度下降突变有关。另一种气孔是由冶金反应生成的水蒸气和二氧化碳等，在焊接凝固时来不及逸出形成的。 5）焊接接头的塑性、导电性、耐蚀性 焊缝及热影响区受热循环后晶粒变粗，各种脆性的低熔点共晶出现在晶界，使塑性和韧性显著下降。为脱氧加入的锰、硅等元素，以及焊接过程中溶入的杂质和合金元素，都会不同程度的降低铜接头的导电性能。耐蚀性能的下降主要是有益元素如锌、镍、铝等的蒸发和烧损造成的。 焊接铜及铜合金时，尽量采用加热面积小、能量密度大、功率大的焊接方法。对于薄板来讲，最好采用钨极氩弧焊（原因），与激光焊接相比的可行性分析。
铁镍基高温合金的焊接性及焊接工艺
铁镍基高温合金的焊接性及焊接工艺 一、焊接性 对于固熔强化的高温合金，主要问题是焊缝结晶裂纹和过热区的晶粒长大，焊接接头的“等强度”等。对于沉淀强化的高温合金，除了焊缝的结晶裂纹外，还有液化裂纹和再热裂纹；焊接接头的“等强度”问题也很突出，焊缝和热影响区的强度、塑性往往达不到母材金属的水平。 1、焊缝的热裂纹 铁镍基合金都具有较大的焊接热裂纹倾向，特别是沉淀强化的合金，溶解度有限的元素Ni和Fe，易在晶界处形成低熔点物质，如Ni—Si，Fe—Nb，Ni—B等；同时对某些杂质非常敏感，如：S、P、Pb、Bi、Sn、Ca等；这些高温合金易形成方向性强的单项奥氏体柱状晶，促使杂质偏析；这些高温合金的线膨胀系数很大，易形成较大的焊接应力。 实践证明，沉淀强化的合金比固熔强化合金具有更大的热裂倾向。 影响焊缝产生热裂纹的因素有： ①合金系统特性的影响。 凝固温度区间越大，且固相线低的合金，结晶裂纹倾向越大。如：N—155（30Cr17Ni15Co12Mo3Nb），而S—590（40Cr20Ni20Co20Mo4W4Nb4）裂纹倾向就较小。 ②焊缝中合金元素的影响。 采用不同的焊材，焊缝的热裂倾向有很大的差别。如铁基合金Cr15Ni40W5Mo2Al2Ti3在TIG焊时，选用与母材合金同质的焊丝，即焊缝含有γ／形成元素，结果焊缝产生结晶裂纹；而选用固熔强化型HGH113，Ni—Cr—Mo系焊丝，含有较多的Mo，Mo在高Ni合金中具有很高的溶解度，不会形成易熔物质，故也不会引起热裂纹。含Mo量越高，焊缝的热裂倾向越小；同时Mo还能提高固熔体的扩散激活能，而阻止形成正亚晶界裂纹（多元化裂纹）。 B、Si、Mn含量降低，Ni、Ti成分增加，裂纹减少。 ③变质剂的影响。 用变质剂细化焊缝一次结晶组织，能明显减少热裂倾向。 ④杂质元素的影响。 有害杂质元素，S、P、B等，常常是焊缝产生热裂纹的原因。 ⑤焊接工艺的影响。 焊接接头具有较大的拘束应力，促使焊缝热裂倾向大。采用脉冲氩弧焊或适当减少焊缝电流，以减少熔池的过热，对于提高焊缝的抗热裂性是有益的。 2、热影响区的液化裂纹 低熔点共晶物形成的晶间液膜引起液化裂纹。 A—286的晶界处有Ti、Si、Ni、Mo等元素的偏析，形成低熔点共晶物。 液膜还可以在碳化物相（MC或M6C）的周围形成，如Inconel718,铸造镍基合金B—1900和Inconel713C。 高温合金的晶粒粗细，对裂纹的产生也有很大的影响。焊接时常常在粗晶部位产生液化裂纹。因此，在焊接工艺上，应尽可能采用小焊接线能量，来避免热影响区晶粒的粗化。 对焊接热影响区液化裂纹的控制，关键在于合金本身的材质，去除合金中的杂质，则有利于防止液化裂纹。 3、再热裂纹 γ／形成元素Al、Ti的含量越高，再热裂纹倾向越大。 对于γ／强化合金消除应力退火，加热必须是快速而且均匀，加热曲线要避开等温时效的温度、时间曲线的影响区。 对于固熔态或退火态的母材合金进行焊接时，有利于减少再热裂纹的产生。 焊接工艺上应尽可能选用小焊接线能量，小焊道的多层焊，合理设计接头，以降低焊接结构的拘束度。
镍铜合金靶材
镍 概况（Survey）： 镍是化学元素之一，化学符号为Ni，原子序数为28，具磁性，银白色过渡金属。 性状（Character）： 在自然界中以硅酸镍矿或硫、砷、镍化合物形式存在。性坚韧，有磁性和良好的可塑性，在空气中不被氧化，溶于硝酸。 物理性质（Physical property）： 物质状态: 固态（具磁性） 熔点: 1728 K（1455 °C） 沸点: 3186 K（2913 °C） 摩尔体积: 6.59310-6m3/mol 汽化热: 370.4 kJ/mol 熔化热: 17.47 kJ/mol 蒸气压: 237 帕（1726K） 声速: 4970 m/s（293.15K）原子性质（Atomic properties）： 原子量: 58.6934 原子量单位 原子半径（计算值）: 135（149）pm 共价半径: 121 pm 范德华半径: 163 pm 价电子排布: [氩]3d84s2 电子在每能级的排布: 2，8，16，2 氧化价（氧化物）: 1，2，3，4（弱碱性）晶体结构: 面心立方晶格 名称规格尺寸纯度 镍丝（Ni）Φ0.2—1.0mm 99.9% 99.99% 99.999% 99.9995+% 99.9999% 99.9999+% Φ1.0—3.0mm 99.9% 99.99% 99.999% 99.9995+% 99.9999% 99.9999+% Φ3.0—6.0mm 99.9% 99.99% 99.999% 99.9995+% 99.9999% 99.9999+% 镍片（Ni）50*50*（0.2-1.5）mm 99.9% 99.99% 99.999% 99.999+% 99.9999% 99.9999+% 100*100*（0.2-1.5）mm 99.9% 99.99% 99.999% 99.999+% 99.9999% 99.9999+%
铜及铜合金的发展与应用
铜及铜合金的发展与应用 摘要：本文叙述了铜加工工业概况、铜材品种和质量现状及铜加工工艺与装备现状。同时, 阐述了高强高导铜合金的发展方向及应用前景。高强高导铜合金是一类很有应用潜力的功能材料, 近年来研究和开发应用高强高导铜基合金取得了显著成效，本文阐释了开发和研究高强高导铜合金的及制备方法与强化原理。 关键词：技术；发展；高强高导；强化机理；制备方法 正文：人类使用铜及其合金已有数千年历史。古罗马时期铜的主要开采地是塞浦路斯，因此最初得名cyprium（意为塞浦路斯的金属），后来变为cuprum，这是英语：copper、法语：cuivre和德语：Kupfer的来源。二价铜盐是常见的铜化合物，常呈蓝色或绿色，是蓝铜矿和绿松石等矿物颜色的来源，历史上曾广泛用作颜料。铜质建筑结构受腐蚀后会产生铜绿（碱式碳酸铜）。装饰艺术主要使用金属铜和含铜的颜料[1]。 铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。铜是一种红色金属，同时也是一种绿色金属。说它是绿色金属，主要是因为它熔点较低，容易再熔化、再冶炼，因而回收利用相当地便宜。[2]。 纯铜是柔软的金属，表面刚切开时为红橙色带金属光泽、延展性好、导热性和导电性高，因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料，也可用作建筑材料，以及组成众多种合金。铜合金机械性能优异，电阻率很低，其中最重要的数青铜和黄铜。此外，铜也是耐用的金属，可以多次回收而无损其机械性能。 矿石的冶炼过程通常有两种方式：1.火法炼铜。通过熔融冶炼和电解精火炼生产出阴极铜，也即电解铜，一般适于高品位的硫化铜矿。火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石，通过选矿提高到20～30%，作为铜精矿，在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼，产出的熔锍（冰铜）接着送入转炉进行吹炼成粗铜，再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂，或铸成阳极板进行电解，获得品位高达99.9%的电解铜。该流程简短、适应性强，铜的回收率可达95%，但因矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出，不易回收，易造成污染。90年代出现如白银法、诺兰达法等熔池熔炼以及日本的三菱法等、火法冶炼逐渐向连续化、自动化发展。2.湿法炼铜。一船适于低品位的氧化铜，生产出的精铜称为电积铜。现代湿法冶炼有硫酸化焙烧－浸出－电积，浸出－萃取－电积，细菌浸出等法，适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。湿法冶炼技术正在逐步推广，预计本世纪末可达总产量的20%，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。 铜合金（copper alloy ）以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金。主要用于制作发电机﹑母线﹑电缆﹑开关装置﹑变压器等电工器材和热交换器﹑管道﹑太阳能加热装置的平板集热器等导热器材。铜的重要合金有以下几种：1.黄铜。黄铜是铜与锌的合金，因色黄而得名。黄铜的机械性能和耐磨性能都很好，可用于制造精密仪器、船舶的零件、枪炮的弹壳等。黄铜敲起来声音好听，因此锣、钹、铃、号等乐器都是用黄铜制做的。2.青铜。铜与锡的合金叫青铜，因色青而得名。在古代为常用合金(如中国的青铜时代)。青铜一般具有较好的耐腐蚀性、耐磨性、铸造性和优良的机械性能。用于制造精密轴承、高压轴承、船舶上抗海水腐蚀的机械零件以及各种板材、管材、棒材等。青铜还有一个反常的特性——“热缩冷胀”，用来铸造塑像，冷却后膨胀，可以使眉目更清楚。3.磷青铜。铜与锡、磷的合金，坚硬，可制弹簧。4.白铜。白铜是铜与镍的合金，其色泽和银一样，银光闪闪，不易生銹。常用于制造硬币、电器、仪表和装饰品。[3]。
铜及铜合金焊接规程
铜及铜合金焊接规程 本规程规定了铜及铜合金焊接的基本要求，适用于铜及铜合金的手工钨极氩弧焊、气焊、熔化极氩弧焊和自动埋弧焊等焊接的铜及铜合金制单层容器、衬铜容 器的铜焊接工艺。 一、焊接用材料： 1. 焊接用氩气纯度≥%，露点≤-50℃，并应符合GB/T4842或GB10624的规定。 当瓶装氩气的压力≤时不宜使用。当预热不方便或要求熔深较大时可用70%Ar+30%N2的混合气体。氮和氦作保护气体是氩气时熔深的2~3倍，但氮气 也容易气孔增多倾向。 2. 手工钨极氩弧焊电极采用铈钨电极。电极直径应根据焊接电流大小来选择（使用时一般比焊接电流所要求的规格大一号的钨极）， 3. 焊剂主要作用是去除氧化膜和其它一些杂质，防止熔池金属氧化和其它气体侵入熔池，并改善液体金属的流动性。使用时可用无水酒精调成糊状或直接将焊剂粉放在坡口和两侧或用焊丝醮焊剂再焊接。在气体保护焊时也可以使用焊剂以增强 对熔池的保护作用。 4. 对比较重要结构，为了消除氧的不良影响，必须选用含有铝、钛等强脱氧剂的焊丝；为了防止合金元素在焊接过程中氧化和蒸发：焊接黄铜（防止锌氧化和蒸发）时可选用含硅的焊丝并快速焊以减少高温停留时间，焊锡青铜（防止锡氧化和蒸发）时可采用含硅、磷等脱氧剂的焊丝并用硼砂和硼酸作熔剂，焊接铝青铜（防止铝氧化和蒸发）可采用氯化盐和氟化盐组成的熔剂。 5. 二、施焊焊工： 1. 应按GB50236《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》中的规定考试合 格。 三、焊前准备： 1.
铜材坡口加工应采用机械方法（含剪切），如采用等离子火焰方法加工应从变色部分机械加工去掉不少于3mm，加工后的坡口表面应平整、光滑，不得有裂纹、分层、夹杂、毛刺、飞边和氧化色。坡口表面应呈金属光泽；必要时对坡口及两侧不少于30 mm范围内一般应进行100%PT。 2. 焊丝、坡口表面及其两侧不少于30 mm范围内必须表面的水、油污进行清理（包括去表面氧化膜、鳞片、污染和不合格的氧化色）。打磨可用φ~不锈钢丝盘刷金属磨头、和丙酮（沾丙酮的白布应干净，不要使用棉布或棉纱，以避免擦拭时带出毛绒），但应注意这些工具在使用前应被清理干净；尽量不要用砂轮打磨。 3. 对于外委热加工的部件，如封头等，原则上在进厂后应对铜材表面进行100%PT， 必要时对不能确定的部位进行RT。 4. 焊丝表面可用不锈钢丝刷或干净的油砂纸擦洗；对表面氧化皮较厚的焊丝在焊前 打磨后还需要化学清理。化学清理：用 HNO375cm3/L+H2SO4100cm3/L+HCl75cm3/L混合液清洗，再用碱水冲洗，最后用干净的清水冲净热风吹干。对铜材也可参考此法。 5. 清理干净的焊丝和焊件应保持清洁和干燥，不得用手触摸焊接部位，焊前严禁污染，否则应重新进行清理，局部污染可局部重新清理；最好用白纸覆盖在坡口用两侧。如清理后8h之内未焊，焊前就应重新清理。 6. 焊件装配应准确，如果装配不良时，应考虑换部件，而不得强行组对，以避免造成过大的应力。在正式焊接前应对坡口尺寸进行检查，合格后方可施焊。 7. 定位焊选用的焊丝及采取的工艺措施与焊接工艺相同。 8. 焊件组对时在应力集中处（如焊缝交叉处和工件上的转角处等）尽量避免进行定位焊，定位焊缝不得有裂纹、气孔、夹渣等缺陷，否则必须清除重焊。重焊应在 附近区域进行，而不要在原处点焊。 9. 焊接纵缝时，必须在焊件两端放置引弧板和退弧板，引弧板和退弧板采用与被焊件相同牌号和厚度的铜材。焊接环缝时尽量避免产生弧坑。 10. 焊接过程中定位焊点开裂，造成板边错位或间隙变化，应立即停止焊接，经修复 后才能继续施焊。
BS EN 14640-2005 焊接消耗品.铜和铜合金熔焊用实心焊丝和焊棒.分类
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