铜及铜合金的焊接特点
详解典型焊接材料的焊接性
详解典型焊接材料的焊接性典型焊接材料的焊接性是指在焊接过程中所表现出的特性和性能。
焊接性是影响焊接工艺和焊缝质量的重要因素之一、下面将详细介绍常见焊接材料（包括金属和非金属材料）的焊接性。
1.钢材焊接性：钢材是最常见的金属材料之一，具有广泛的应用领域。
钢材的焊接性取决于其成分、钢种和热处理状态。
一般来说，碳含量低的低碳钢和碳含量高的高碳钢都具有良好的焊接性。
焊接低碳钢时，焊接热影响区域（HAZ）容易发生退火，引起冷脆性的问题，需要采取适当的措施进行预热和后热处理。
高碳钢焊接时容易出现冷裂纹和热裂纹，需要选择适合的焊接材料和控制焊接参数。
2.铝合金焊接性：铝合金是一种轻质、高强度的金属材料，广泛用于航空、汽车和建筑等领域。
铝合金的焊接性取决于合金化元素、成分和热处理状态。
一般来说，一些铝合金易于焊接，如铝镁合金和铝锂合金，而一些铝合金焊接性较差，如硬化铝合金。
焊接铝合金时，容易发生氧化和热裂纹等问题，需要采取保护气体和合适的焊接工艺参数。
3.不锈钢焊接性：不锈钢是一种抗腐蚀性能良好的金属材料，被广泛用于食品加工、化工和医疗器械等领域。
不锈钢的焊接性受到合金元素、成分和热处理状态的影响。
普通奥氏体不锈钢（如304和316等）焊接性较好，而马氏体不锈钢焊接性较差。
焊接不锈钢时，易发生气孔和焊接晶间腐蚀等问题，需要控制焊接参数和采用适当的焊接试剂。
4.铜及铜合金焊接性：铜和铜合金是常见的导电材料，被广泛应用于电气、电子和管道等行业。
铜及铜合金的焊接性好，容易焊接。
焊接铜合金时，一般采用气焊、电弧焊或电阻焊等方法。
需要注意的是，铜及铜合金焊接时易发生氧化和高温脆性等问题，需要采取保护措施。
5.非金属材料的焊接性：非金属材料如塑料、陶瓷和橡胶等也可以进行焊接。
其中，塑料焊接性好，常用的焊接方法有热板焊接、高频焊接和超声波焊接等。
陶瓷和橡胶等材料的焊接性较差，难以进行常规焊接，常采用粘接、烧结和激光焊接等特殊方法。
铜及铜合金的焊接介绍
铜及铜合金的焊接介绍1铜及铜合金的分类纯铜是紫红色，俗称紫铜。
在纯铜的基础上加入不同的合金元素，可以成为不同性能的铜合金，常用的铜合金有黄铜、青铜及白铜等。
2铜及铜合金的焊接性铜及铜合金经辗压或拉伸成不同厚度的铜板及铜合金板，不同规格的管子或各种不同形状的材料，都可以用焊接的方法制成各种不同的产品。
铸造的铜及铜合金是通过模型直接浇铸成需要形状的部件或产品，焊接只用于修复或补焊。
在焊接与补焊中易产生下列不良影响：2.1难熔合：铜及铜合金的导热性比钢好的多，铜的导热系数是钢的7倍，大量的热被传导出去，母材难以象钢那样局部熔化，对厚大铜及铜合金材料的焊接应焊前预热，采用功率大，热量集中的焊接方法进行焊接或补焊为宜。
2.2易氧化：铜在常温时不易被氧化。
但随着温度的升高，当超过300℃时，其氧化能力很快增大，当温度接近熔点时，其氧化能力最强，氧化的结果生成氧化亚铜（Cu2O）。
焊缝金属结晶时，氧化亚铜和铜形成低熔点（1064℃）结晶。
分布在铜的晶界上，加上通过焊前预热，并采用功率大，热量集中的焊接方法使被焊工件热影响区很宽，焊缝区域晶粒较粗大，从而大大降低了焊接接头的机械性能，所以铜的焊接接头的性能一般低母材。
2.3易产生气孔：铜导热性好，焊接熔池，比钢凝固速度快，液态熔池中气体上浮的时间短来不及逸出也会形成气孔。
2.4易产生热裂纹：铜及铜合金焊接时在焊缝及熔合区易产生热裂纹。
形成裂纹的主要原因：2.4.1铜及铜合金的线膨胀系数几乎比低碳钢大50％以上，由液态转变到固态时的收缩率也较大，对于刚性大的工件，焊接时会产生较大的内应力。
2.4.2熔池结晶过程中，在晶界易形成低熔点的氧化亚铜—铜的共晶物（Cu＋Cu2O）。
2.4.3凝固金属中的过饱和氢向金属的显微缺陷中扩散，或者它们与偏析物（如Cu2O）及应生成的H2O在金属中造成很大的压力。
2.4.4母材中的铋、铝等低熔点杂质在晶界上形成偏析。
2.4.5施焊时，由于合金元素的氧化及蒸发、有害杂质的侵入，焊缝金属及热影响区组织的粗大、加上一些焊接缺陷等问题，使焊接接头的强度、塑性、导电性、耐腐蚀性等往往低于母材所致。
铜及铜合金的焊接
铜237可用于焊接铝青铜,用这种焊条焊材的焊缝中合金元素含量高，可以说是强度、耐磨性及耐腐蚀性最高的一种铜焊条。其焊条的通用性也比较大，主要用于铜合金制的各种化工机械、海水散热器、阀门的焊接，水泵、气缸堆焊及船舶螺旋桨的修补上。
青铜具有较高的机械性能、耐磨性、铸造性能和耐腐蚀性能。常用来制造各种耐磨、耐蚀的零件，如轴套、轴瓦、阀体、泵壳、涡轮等.
青铜可分为压力加工用的青铜和铸造用的青铜,在工业上应用较多的是铸造青铜.
青铜常以字母Q编号,字母后标以主要合金元素的化学符号及平均含量,并在最后还标出其他合金元素的平均含量，余量为铜.例如QSn3-7-5—1，表示含锡3％、锌7％、铅5％镍1％的锡锌铅镍青铜.
二、铜及铜合金的焊接性
1。紫铜的导热率高。常温下紫铜的导热系数比碳钢约大8倍，要把紫铜焊件局部加热到熔化温度比较困难，因此在焊接时要采用能量集中的热源.
2.铜及铜合金焊接时常会出现裂缝。裂缝的位置在焊缝、熔合线及热影响区。裂缝呈晶间破坏，从断面上可看到明显的氧化色。
焊接结晶过程中,微量氧与铜形成Cu2O，并与α铜组成低熔点共晶（α+Cu2O），其熔点为1064℃。铅不溶于固态铜,铅与铜生成熔点约326℃的低熔点共晶体.高温下的铜及铜合金接头在焊接内应力的作用下，在焊接接头的脆弱部位形成裂纹。另外,焊缝中的氢也可 Nhomakorabea致裂纹。
HS202
流动性较一般紫铜好，适用于氧乙炔气焊、亚弧焊紫铜.
HS221
流动性能和机械性能均较好,适用于氧-乙炔气焊黄铜和钎焊铜、铜镍合金、灰铸铁和钢，也用于镶嵌硬质合金刀具。
铜和铜合金的焊接工艺
铜和铜合金的焊接工艺1铜和铜合金的焊接操作纯铜又称紫铜,铜与锌的合金称为黄铜，铜与锡的合金称为青铜，含镍量低于50%的铜镍合金称为白铜,铜内有害杂质的含量对铜的性能影响很大，最危险的物质是铋和铅，铋和铅不熔于铜中而在晶粒周围形成了易熔薄层，此外，硫和氧在铜中形成脆化合物，给热加工和焊接带来困难。
铜及铜合金的焊接工艺差，在焊接时易出现以下问题:难熔合、流动性大、易变形、易氧化、易开裂、易产生气孔等缺陷。
铜及铜合金的焊接方法很多，如气焊、碳弧焊、焊条电弧焊和手工钨极氩弧焊等几种，其中紫铜和黄铜是比较难焊的材料，一般是不采用焊条电弧焊的焊接方法,锡青铜、铝青铜可采用焊条电弧焊,若采用手工钨极氩弧焊,不仅能保证焊缝的质量还能提生产效率。
2.焊条的选择焊条电弧焊焊接铜和铜合金的焊条有紫铜焊条(ECu)锡青铜焊条(EcuSn-B)和铝青铜焊条(EcuA1-C)等，焊条均为碱性低氢性，使用直流电源并反接。
铜及铜合金焊条在焊接时应预热，焊后应进行热处理。
3.焊接措施焊条电弧焊焊接铜和铜合金时，应严格控制氧氢的来源，焊接应仔细清除待焊处的油污，锈垢,采取焊前预热措施得当。
焊件厚不超过4mm 时，可以不开坡口，当焊件厚度为5mm~10mm时,可开单面V形和U形坡口，若采用垫板可获得单面焊双面成形的焊缝，若焊件厚度大于10mm,应双面开坡口，并提高预热温度，焊接时应采用直流反接短弧焊，焊条一般不做横向摆动,在焊接中断或要换焊条,动作要快，焊条的操作角度基本与焊接碳钢相同，较长的焊缝应尽量有较多的定位焊，并且应用分段焊法焊接，以减小焊接应力和变形，多层焊时应彻底消除层间熔渣，避免夹渣的产生，焊接结束后，应采取锤击式热处理的方法，消除焊接应力，由于铜的流动性好，所以应尽量采用平焊的位置进行焊接。
铜及铜合金焊材选用与匹配分析
铜及铜合金焊材选用与匹配分析铜及铜合金焊材的选用与匹配是焊接过程中至关重要的一环。
正确选择合适的焊材可以保证焊接接头的质量和性能，提高焊接工艺的可靠性。
本文将对铜及铜合金焊材的选用与匹配进行分析，帮助读者更好地理解并应用于实际操作。
一、铜及铜合金焊材的种类及特点铜及铜合金焊材主要分为硬焊材和软焊材两大类。
硬焊材通常为铜及其合金，如银基、镍基、铝基、锡基等。
软焊材则主要是铜磷焊丝和铜锡焊丝。
硬焊材具有高强度、高硬度、高耐热性和耐腐蚀性等特点，适用于焊接较大的工件和要求较高的工艺。
而软焊材则具有低熔点、良好的流动性和润湿性，适用于焊接较小的零件和对焊接温度和热影响较为敏感的工艺。
二、铜及铜合金焊材的选用原则1. 材料的选用要根据焊接的具体要求来确定。
例如，焊接紧固件时，要保证焊接点和基材的强度一致，选用强度相似的硬焊材；而对于精细焊接，选用软焊材可以降低热影响。
2. 材料的选用应考虑到焊接材料的熔点和熔化性能。
焊接材料的熔点应低于工件的熔点，而熔化性能要与工件相匹配，以确保焊接过程中能够充分润湿和扩散。
3. 材料的选用还要考虑到焊接材料的成本和可获得性。
根据具体情况选择性价比较高的焊接材料，确保在满足性能要求的前提下尽量节约成本。
三、铜及铜合金焊材的匹配原则1. 同种或相似材料的焊接，宜采用相同或相近的焊材。
例如，焊接紫铜件时，采用硬焊紫铜焊材；焊接黄铜件时，采用硬焊黄铜焊材。
2. 不同种类或相异材料的焊接，宜采用中间合金来进行匹配。
中间合金的选用要满足与两种材料的熔点相近、润湿性好、扩散性好等要求。
3. 在焊接不同金属之间时，还可以采用双金属焊材。
双金属焊材可以通过在不同金属的接合位置上形成一层新的金属层，从而实现焊接。
四、铜及铜合金焊材的应用案例1. 铜管的焊接：选用硬焊铜焊材，如铜锌焊材或铜锡焊材，采用熔化性能相近的焊接方法。
先进行外浸焊，再进行内浸焊，以确保焊接质量和工艺可控性。
2. 黄铜五金件的焊接：选用硬焊黄铜焊材，如铜锌焊材。
铜及铜合金焊材选用
铜及铜合金焊材选用铜及其合金在工业制造和建筑领域中广泛应用。
而焊接作为一种常见的加工方法，对于铜及铜合金的选用适合的焊材是至关重要的。
本文将探讨铜及铜合金焊材的选择，并提供一些建议。
一、铜及铜合金的特性铜具有优良的导热性和导电性，耐腐蚀性好，并且易于加工。
铜合金则具有更高的强度和硬度，适用于各种工业应用。
在焊接过程中，铜及铜合金的熔点较低，且易于形成均匀的焊缝。
二、焊接方法根据焊接方式的不同，可将焊接方法分为气焊、电弧焊和无熔剂焊接。
1. 气焊气焊是传统的焊接方法，使用氧炔火焰进行焊接。
对于铜及铜合金，采用适当的焊接棒和焊接流程能够获得良好的焊接效果。
常用的气焊焊材有无烟熔剂焊条与纯铜焊条。
2. 电弧焊电弧焊利用电弧形成焊缝。
对于铜及铜合金的焊接，采用惰性气体保护焊（TIG）和焊丝（MIG）焊接能够获得优异的焊接质量。
惰性气体焊接可以在焊接过程中提供保护性气氛，防止氧气和氮气的污染。
3. 无熔剂焊接无熔剂焊接是一种无需外加熔剂的焊接方法，通过高频加热和压力来实现焊接。
这种方法适用于一些对熔剂敏感的应用，因为没有熔剂的使用，焊接后无需清洁和去除残留。
三、焊材选择建议选择适合的焊材是确保焊接质量的关键。
下面是一些建议：1. 纯铜焊材纯铜焊材适用于焊接纯铜或低合金铜，如无氧铜和磷铜。
它们具有良好的导电性和导热性，并能够产生均匀的焊缝。
纯铜焊材可用于气焊、电弧焊和无熔剂焊接。
2. 银焊材银焊材是一种常用的铜合金焊材，适用于焊接多种铜合金，如黄铜和镍铜合金。
银焊材在高温下熔点低，具有较强的强度和耐腐蚀性。
然而，银焊材的成本较高，需要注意使用时的温度控制。
3. 焊丝焊丝适用于电弧焊和无熔剂焊接，可用于焊接各种铜合金。
根据具体应用的不同，可以选择不同材质的焊丝，如铜铝焊丝、铜镍焊丝和铜锌焊丝。
焊丝选择时需要根据要求的强度、导电性和耐腐蚀性来确定。
四、注意事项在选择和使用铜及铜合金焊材时，还需注意以下事项：1. 确保焊接材料的质量，选择正规的供应商和品牌。
铜及铜合金的焊接性及焊接工艺
铜及铜合金的焊接性及焊接工艺一、铜的焊接性：铜与铜合金焊接的主要问题是焊接区和熔合区容易产生裂纹。
热影响区存在两种形式的裂纹：焊接绝缘裂纹和熔透裂纹。
1、焊接裂纹，钢、铜及其合金焊缝中的裂纹是热裂纹，是由以下原因引起的：①铜和钢的物理性能差别很大，钢和铜的热膨胀和热导率差别很大，焊接过程中接头存在很大的应力，导致焊缝产生裂纹。
②铜及铜金属焊接热裂倾向较大，钢及铜及铜合金焊接焊缝为铁与铜的混合物，热裂倾向随铜含量的增加而增大。
2)热影响区穿透裂纹。
钢与铜及铜合金焊接时，钢与液态铜及铜合金接触时容易产生穿透裂纹，并在高温下形成穿透裂纹。
究其原因，是由于液态铜和铜合金在钢上的渗透和拉应力，从焊缝冷却的那一刻起，接头就会产生拉应力，这种应力会随着冷却的持续而增大。
此外，在晶化过程中，金属的显微组织往往是有缺陷的，并且在钢的结晶表面会出现微裂纹。
在焊接拉应力作用下，热影响区(HAZ)形成熔透裂纹.当焊缝中镍含量大于16%时，低碳钢中不出现熔透裂纹（NiCu合金）。
二、铜及合金的焊接工艺：手工电弧焊、氩弧焊和气体保护焊都可以焊接钢和铜及其合金的不同接头。
在铜和钢及其合金的焊接过程中，采用填充金属直接焊接两种金属，然后在铜或钢上堆焊过渡层，然后焊接。
由于含镍焊缝具有很强的抗穿透开裂能力，采用纯镍或含铜镍基合金沉积过渡层，可以大大减少或消除铜及铜合金对钢的穿透，有利于消除热影响区的穿透裂纹。
堆焊过渡层，然后进行焊接。
1.紫钢与低碳钢焊接。
堆焊过渡层后，铜可作为填充金属材料201、202。
为加强熔池脱氧，采用硅锰青铜丝和QSi3-1焊，焊接质量和效果较好。
2.硅青铜和铝青铜与低碳钢焊接在一起。
过渡层堆焊后，此时可采用铝青铜作为填充金属材料QAL9-2，焊缝采用两相结构，焊缝具有较高的抗热裂纹能力，而铜237焊条也可用于去除涂层并作为填充线清洗，铝还可减少热影响区的穿透裂纹，焊接强度高于铜。
交流氩弧焊焊接。
3．黄铜和低碳钢焊接.过渡层堆焊后，为了减少黄铜和锌的蒸发，填充金属采用QSI3-1硅锰青铜丝，焊接采用交流电源，填充金属采用QAL9-2铝锰青铜丝。
铜及铜合金的焊接工艺
铜及铜合金的焊接工艺一、常用铜及铜合金及其分类铜及铜合金以它独特而优越的综合性能，如导电性、导热性、耐蚀性、延展性及一定的强度等特性，在各行业中获得了广泛的应用。
铜及铜合金种类繁多，常用的铜及铜合金可从它的表面颜色看出其区别，如常用的纯铜（又称紫铜）、黄铜、青铜和白铜，实际上就是纯铜、铜锌、铜铝、铜锡、铜硅和铜镍的合金。
二、铜及铜合金的焊接特点1、高热导率的影响由于铜及铜合金的高热导率、线膨胀系数和收缩率，在焊接铜及铜合金时，采用的焊接参数与焊接同厚度低碳钢差不多时，母材就很难熔化，且填充金属与母材也不能很好地熔合，产生了焊不透的现象；焊后的变形也比较严重，外观成形差。
因此即使焊接使用大功率热源，还得在焊前预热或焊接过程中采取同步加热的措施。
另外，母材厚度越大，散热愈严重，也愈难达到熔化温度。
2、焊接接头的热裂倾向大焊接时，铜能与其中的杂质分别生成多种低熔点共晶，加上铜及铜合金在加热过程中无同素异构转变，铜焊缝中也生成大量的柱状晶；同时铜及铜合金的线膨胀系数和收缩率较大，增加了焊接接头的应力，也更增大了接头的热裂倾向。
因此熔化焊时，常采取以下措施：①严格限制铜中的杂质含量，特别是氧的含量；②通过焊丝加入硅、锰、磷等合金元素，增强对焊缝的脱氧能力；③选用能获得双相组织的焊丝，使焊缝晶粒细化等。
3、气孔熔化焊时，气孔出现的倾向比低碳钢要严重得多，所形成的气孔几乎分布在焊缝的各个部位，且主要是由溶解的氢直接引起的扩散性气孔和氧化还原反应引起的反应性气孔。
因此，为了减少或消除铜焊缝中的气孔，主要的措施是减少氢和氧的来源，用预热来延长熔池存在的时间，使气体易于逸出。
4、接头性能的变化在熔化焊过程中，由于晶粒长大，杂质和合金元素的掺入，以及有用合金元素的氧化、蒸发等，使接头出现以下变化：塑性变坏、导电性下降、耐蚀性下降、晶粒粗化等。
要改善接头的性能，除了尽量减少热作用、焊后进行消除应力热处理外，主要的措施是控制杂质含量和通过合金化对焊缝进行变质处理，并根据不同铜合金接头的不同要求来选用。
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铜及铜合金的焊接性分析
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。
因此，焊接时必须采用功率大、热量集中的热源，并采取预热措施，不允许采用悬空单面焊接，单面焊时，反面必须加垫板或成形装置。
2.易产生热裂纹
为了防止热裂纹的产生，焊接铜及铜合金时可采取以下一些治金措施。
（1）必须严格限制焊件和焊接材料的氧、铅、铋、硫等有害元素的含量。
（2）通过焊丝加入硅、锰、碳、磷等合金元素增强对焊缝的脱氧能力。
（3）选用能获得双相组织的焊丝，使焊缝晶粒细化、晶界增长，使易熔共晶分散，不连续。
（4）焊接时加强对熔池的保护，采用减小焊接应力的工艺措施，如选用热量集中的热源、焊前预热、选择合理的焊接顺序、焊后缓冷等。
3.易产生气孔
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有：
（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。
4.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，使焊接接头的强度、塑性、导电性、耐腐蚀性等性能往往低于母材。
改善和防止的办法是选择合适的焊接材料，严格控制工艺参数，有可能时要作焊后热处理。
5.析出有害气体多
焊接铜及铜合金时，焊接区常产生Mn 、Zn、Cu2O等有害气体，严重损害焊工的健康。
特别是在焊接黄铜时，焊接区因蒸发而产生的白雾状锌蒸气．对焊工身体的危害最大。