解析紫銅的(de)焊接研究現(xiàn)狀及方法

紫銅具有(yǒu)面心立方結構，其密度為(wèi)8.9ε∑×103kg/m³，約為(wèi)鋁的(de)3倍，導電(diànβ↔)率1.68×10-8Ωm和(hé)熱(rè)導率391W/mK約為(wèi)®™≈鋁的(de)1.5倍。因此，紫銅以其優良的(de)導電(dià ↕γ₹n)性、導熱(rè)性、延展性，以及在某些(xiē)介₩λ質中良好(hǎo)的(de)抗腐蝕性能(néng)而成為(wèi)電(dià$ ≥↔n)子(zǐ)、化(huà)工(gōng)、船(chuán)舶、能(n€ <éng)源動力、交通(tōng)等工(gōng)業(yè)ε↔ 領域中高(gāo)效導熱(rè)和(hé)換熱(rè)管↕©>道(dào)、導電(diàn)、抗腐蝕部件(jiàn)的(d↔αe)優選材料。

　　一(yī)、紫銅的(de)焊接研究現(xiàn)狀

　　紫銅雖然有(yǒu)著(zhe)各種優良的(de)性質，但(dàn)π↔♥>是(shì)由于其導熱(rè)率高(gāo)，焊接過程✔£σ•中容易出現(xiàn)熱(rè)裂紋、氣φε孔等缺陷。長(cháng)期以來(lái)，紫銅的(de)焊接主要(yào§¥≠)是(shì)氣焊、釺焊、手工(gōng♥α¥)電(diàn)弧焊、TIG焊、電(diàn)子(z₹₹↓≤ǐ)束焊等。

　　二、紫銅常用(yòng)焊接方法分(fēn)析

　　1、氣焊

　　氣體(tǐ)熔焊比較适于薄銅件(jiàn)、銅件(jiàn)的(de∑"₽)修補或不(bù)重要(yào)結構的(λΩ←÷de)焊接。在對(duì)厚壁紫銅件(jiàn)焊接中存在許多(d γ± uō)問(wèn)題：

　　（1）預熱(rè)溫度高(gāo)(600λ$-700℃)，且焊接過程應連續進行(xíng)。加熱(rè)時(shí)→β↑÷間(jiān)長(cháng)，輸入的(de)熱(rè)容‌•' 量大(dà)，焊接熱(rè)影(yǐng$₽)響區(qū)較大(dà)，組織及性能(néng)變化(huà)較大∑ (dà)，工(gōng)人(rén)的(de)工(gōng)作(z ↔±uò)條件(jiàn)十分(fēn)惡劣。

　　（2）氣焊的(de)保護效果不(bù)好(hǎo)。空(kō×♣λ↔ng)氣中的(de)還(hái)原性氣氛侵入焊α→±縫，銅中氧化(huà)物(wù)被還(hái)原。形成1066℃的±‌§(de)低(dī)熔點共晶體(tǐ)(Cu+Cu2O→↓)分(fēn)布于晶界，增加了(le)熱(rè®λφ)裂紋的(de)傾向。

　　（3）焊縫成型差、易變形、易出現(xiàn)氣孔、未熔合、裂紋↑÷β等缺陷。因高(gāo)溫的(de)銅液容易吸收氣體(tǐ)，而且熱(rè)影('σyǐng)響區(qū)金(jīn)屬晶粒容易長(cháng)¥₹大(dà)變脆，所以焊接時(shí)較好(hǎo)進行(≥∞xíng)單道(dào)焊。

　　2、手工(gōng)電(diàn)弧焊

　　手工(gōng)電(diàn)弧焊是™♠≥"(shì)熔焊中較常用(yòng)的(de)一(yī)種焊接方法。具有(yǒuλ₹)操作(zuò)簡單、靈活等優點。在紫銅焊接↓®☆♥中的(de)主要(yào)問(wèn)題是(shì)預熱(rè) ✘≠₩溫度高(gāo)，焊接質量差。具體(tǐ)問(wènδ✔♣)題如(rú)下(xià)：

　（1）焊接工(gōng)藝複雜(zá)。焊前預↑♠₩熱(rè)（500-600℃）溫度高(gāo)，并且要(yào)保證焊接♠∞←©過程的(de)連續進行(xíng)。這(zhè)樣焊接區★≤α↕(qū)域高(gāo)溫停留時(shí)間(jiān)長(cháng ÷±)，工(gōng)人(rén)的(de)工(gōng)作$π≈(zuò)條件(jiàn)十分(fēn)惡劣。同時(shí)熱(≤ ↔rè)影(yǐng)響區(qū)範圍大(dàφ•)、組織及接頭性能(néng)變化(huà)較大(dà)。

　　（2）合金(jīn)元素蒸發嚴重。焊縫含氫φ‌♥、氧量高(gāo)，鋅蒸發嚴重、容易出現(xiàn)氣孔εσ、裂紋等缺陷。

　　（3）焊接質量不(bù)穩定，焊縫成型差，接頭強度低(dī→☆> )。為(wèi)了(le)克服一(yī)般紫銅焊條熱(rè)輸入量小λ•♥(xiǎo)、抗裂性差的(de)特點，研制(zhì)了(le)專$¶$用(yòng)于導電(diàn)紫銅排焊±‌↔接用(yòng)的(de)焊條，經使用(y♣≠òng)效果良好(hǎo)。

　　3、TIG熔焊

　　TIG熔焊是(shì)紫銅焊接中一(yī)種較常用(yòng)的(de)♦£✘焊接方法。對(duì)4mm以下(xià)的(de)薄闆紫♠ε&銅件(jiàn)可(kě)不(bù)預熱(rè)焊接，接頭質量₽₹較好(hǎo)。但(dàn)對(duì)于4mm以上(shàng)&ε的(de)紫銅件(jiàn)焊接中,預熱(rè)(400-60≤™↓₩0℃)溫度高(gāo)仍是(shì)主要(yào)問(wèn)題≥≠≠。其缺點具體(tǐ)體(tǐ)現(xiàn)為(wèi)：

　　（1）輸入的(de)熱(rè)容量大(dà)，工(gōng)人λ÷λ(rén)的(de)工(gōng)作(zuò)條件(jiàn)十分(fēn)σ'§♠惡劣。并且熱(rè)影(yǐng)響區(qū)範圍大($±​dà)、組織及接頭性能(néng)變化(♦<€ huà)較大(dà)、接頭強度受損嚴重、生(shēng)産效率低(dī)。

　　（2）受焊接電(diàn)流大(dà)、焊接速度快(πφkuài)的(de)影(yǐng)響,熔池中溶解的(de)擴散∞♣¶×氫較難溢出，容易形成氣孔、裂紋、未熔合、未焊透等§£♠缺陷。如(rú)在填充T2焊絲配合焊劑301時(shí)接頭容​ ↕±易出現(xiàn)氣孔及熱(rè)裂紋等缺陷。在填充焊絲201時(shí)接γ¥頭容易出現(xiàn)裂紋及氣孔等缺陷。

　　4、TIG釺焊

　　TIG釺焊是(shì)一(yī)種比較具有(yǒ≠÷ u)發展前景的(de)焊接方法。TIG焊具有(yǒu)熱(£ ♥rè)量集中、加熱(rè)升溫速度快(ku©≥ài)、氩氣可(kě)對(duì)近(jìn)☆•♣‌縫區(qū)有(yǒu)一(yī)定的(de)冷(lěng)卻作(zuò)用$​(yòng)及TIG釺焊所特有(yǒu)的(de)“陰極霧化(huà)≤≠”現(xiàn)象等特點。為(wèi)保證良好(hǎo)的('≠de)釺焊接頭（即母材不(bù)熔化(huà)），電(diàn) €↕弧TIG釺焊要(yào)求采用(yòng)較低(dī)的(de)熱(rè)輸入✘←♦γ。TIG釺焊具有(yǒu)高(gāo)效節能(néng)、釺焊接'©§頭在高(gāo)溫停留時(shí)間(jiān) ∞短(duǎn)、熱(rè)影(yǐng)響區(qū)較≠​$ 窄、組織與性能(néng)變化(huà)較小(xiǎo)、無釺劑腐♣"蝕作(zuò)用(yòng)、焊後不(bù)需要(yào)清洗、釺縫成形美★→(měi)觀、速度快(kuài)等優點。但(dàn)其接頭強度$Ω©♠低(dī)、焊縫硬度高(gāo)、塑性、韌性差↕★。

　　5、電(diàn)子(zǐ)束焊

　　電(diàn)子(zǐ)束焊接具有(yǒu)能(néng)量>£ £密度高(gāo)和(hé)穿透能(néng)力很(hěn)強、冷(lěng)'♣✔速快(kuài)、晶粒細、熱(rè)影(yǐng)響區(qū)小(xiǎo)等×‌優點。在對(duì)厚壁紫銅作(zuò)穿透性焊接有(yǒu)很(hěn)大∞™↓α(dà)的(de)優越性。但(dàn)在£φ₩厚壁紫銅焊接時(shí)由于電(diàn)£€子(zǐ)束沖擊發生(shēng)熔化(huà)金(jīn)屬的(de)飛(f♠→←ēi)濺，導緻焊縫成形變壞。由于其能(n←σéng)量密度特别大(dà)，試件(jiàn)極容易燒穿，₹≥銅水(shuǐ)流淌，不(bù)能(néng)形成焊縫。此外(w£φ↑↑ài)電(diàn)子(zǐ)束焊接設備昂貴，焊接§λ要(yào)求在真空(kōng)中進行(xíng)，工(gōng)∏•↔≤作(zuò)環境受真空(kōng)室大(dà)小(xiǎo)限制(zhì↑¶)。

　　6、MIG焊

　　MIG焊具有(yǒu)适應範圍廣，生(shēng₩φ)産效率高(gāo)，焊接變形小(xiǎo)，焊接€β↑≠過程易于實現(xiàn)自(zì)動化(huà)等優★≠≠點。是(shì)焊接中、厚壁紫銅的(de)理(lǐ)想方法。但↑© (dàn)必須預熱(rè)600-700℃，對(duì)氧元素很(hěn‍↑<φ)敏感，在焊接脫氧不(bù)足的(de)銅時(shí)♥¶，焊縫的(de)氣孔較多(duō)，且強度較低(dī)。同時λ↑(shí)對(duì)薄闆焊接指導意義不(bù)強，在焊接薄闆±λ¥時(shí)熔池的(de)穩定性差，容易出現(xiàn₽§•↓)熔池過熱(rè)、下(xià)塌等焊接質 >量問(wèn)題。

　　7、攪拌摩擦焊

　　攪拌摩擦焊是(shì)近(jìn)些≥™(xiē)年(nián)代發展起來(lái)的(de)固态塑εσ×≥性連接方法,由于焊接過程中焊縫金(jīn)屬不(b÷♣®βù)發生(shēng)熔化(huà),不(bù)會™™↑‍(huì)出現(xiàn)與熔化(huà)焊相(xiàng)關的(d±↑®e)裂紋，氣孔等缺陷；焊接過程中不(bù)需使用(yòng)保護氣體(tǐ)、∑•<↕填充焊絲,焊前不(bù)需對(duì)接頭進行(x§ ≈íng)嚴格的(de)清洗，焊接生(shē↔♣✘ng)産成本較低(dī)，易于實現(xiàn)自(zì)動化(huà)，↔↔ 焊縫質量穩定可(kě)靠性高(gāo)。

　　綜上(shàng)所述，紫銅用(yòng)熔化(h​☆¶​uà)焊方法焊接時(shí)由于其導熱(rè)系數(shù)大(dà™↕✘)、并且易于與其中的(de)雜(zá)質形成低(dī)熔點化(h✘✘£ uà)合物(wù),因而其焊縫成形能(né×♥ng)力差、熱(rè)裂傾向大(dà),容易出現(xiàn✔≈÷↔)未焊透、熱(rè)裂紋、氣孔等缺陷。TIG釺焊雖是(✘ε♣★shì)一(yī)種有(yǒu)發展前景的(de)焊接方←★®法，但(dàn)其接頭強度低(dī)、韌性差，故應用(yònλπg)并不(bù)廣泛。在設備、成本、生(sh¶<✔'ēng)産周期等方面的(de)影(yǐn‍→÷g)響下(xià)，現(xiàn)在應用(yòng)較廣泛的(de)仍★ ₩然是(shì)TIG焊。TIG焊不(bù)但(dàn)使←€÷ 用(yòng)靈活方便，适用(yòng)于多(duō)角度焊接，而且使用(yα¥$‌òng)成本不(bù)高(gāo)，有(yǒu)利于大(d≥ à)規模使用(yòng)。