鋼與銅及其合金的焊接

鋼和銅在高溫時的晶格類型、晶格常數(shù)、原子半徑等都很接近，這當然對焊接有利，但熔點、導(dǎo)熱系數(shù)、膨脹系數(shù)等差異較大，給焊接造成一定的困難。1.鋼與銅及其合金的焊接性銅與鋼的膨脹系數(shù)相差很多，而且銅-鐵二元合金的結(jié)晶溫度區(qū)間很大(約為300?400°C)，故在焊接時容易發(fā)生焊縫裂紋。焊縫金屬中含鐵量在10?43%時，抗熱裂性能最強。液體銅或銅合金有可能向其所接觸的近縫區(qū)的鋼表面內(nèi)滲透，并不斷向微觀裂口浸潤深入，形成所謂的滲透裂紋⑹滲透裂紋可以是單個存在的，也可以是沿晶界發(fā)展而形成網(wǎng)狀的。實踐證明，含鎳、鋁、硅的銅合金焊縫金屬對鋼的滲透較少，而含錫的青銅則滲透較嚴重。含鎳高于16%的銅合金焊縫在碳鋼上不會造成滲透裂紋。此外，鋼的組織狀態(tài)也對滲透裂紋有重要影響。液態(tài)銅能浸潤奧氏體而不能浸潤鐵素體，所以單相奧氏體鋼容易發(fā)生滲透裂紋，而奧氏體-鐵素體雙相鋼就不太容易發(fā)生滲透裂紋。2.鋼與銅及其合金的焊接工藝(1)熔焊大多數(shù)熔焊方法如氣焊、手工電弧焊、埋弧焊、氬弧焊、電子束焊等都可以用于鋼與銅及其合金的焊接。待焊金屬表面和焊絲表面都必須嚴格除油并清理直到露出金屬光澤。鋼與紫銅焊接時，板厚大于3mm就需要開坡口，坡口形式與焊鋼時相同。X形坡口不留鈍邊以保證焊透。厚度3mm以上便可以采用埋弧焊。手工電弧焊規(guī)范可參閱表1。表1鋼與銅手工電弧焊規(guī)范被焊材料厚度(mm)被焊材料型號接頭形式焊條焊接電流(A)牌號直徑(mm)3+3T4銅+4號鋼I形坡口雙面焊T10731304+46+6T4銅+4號鋼T2銅+4號鋼V形坡口單面焊T1074180120?1603+83+10T4銅+4號鋼T形接頭T107QSi-13.24120?160120?160不銹鋼與銅焊接時，若采用不銹鋼焊縫，則當焊縫含銅達到一定數(shù)量時會產(chǎn)生熱裂紋。若采用銅焊縫，則焊縫中含鎳、銘、鐵便會變硬變脆，或滲入不銹鋼側(cè)近縫區(qū)奧氏體晶界而使接頭變脆。只有采用與銅和鐵都能無限固溶的鎳或鎳合金作填充金屬才能保證良好的焊縫質(zhì)量，達到較高的強度和塑性。由于銅比不銹鋼散熱快得多，焊接時必須將電弧適當偏向銅側(cè)。(2)壓焊銅與鋼或銅合金在真空擴散焊是可獲得優(yōu)質(zhì)接頭，這種接頭是由銅在鐵中的固溶體與鐵在銅中的固溶體組成共晶而形成的。擴散焊的最佳焊接規(guī)范為：真空度0.1333?0.01333Pa，焊接溫度900°C，壓力49MPa，焊接時間20min。加入鎳過渡層可提高焊接強度。鋼與紫銅、黃銅還可以進行電阻焊或閃光焊，都可以獲得滿意的接頭。鋼與銅及其合金爆炸焊時的焊接性也相當好，18-8型不銹鋼與純銅爆炸焊接頭強度可高達165MPa，而且接頭區(qū)內(nèi)顯微硬