工業上用于焊接的有紫銅、黃銅和青銅。與低碳鋼相比,焊接性較差,其焊接特點如下。
(1)難熔合 銅及銅合金的導熱性很強,焊接時熱量很快從加熱區傳導出去,導致焊件溫度難以升高,金屬難以熔化,填充金屬與母材不能良好熔合。另外,由于流動性好,造成焊縫成形能力差。
(2)易變形開裂 銅及銅合金的線膨脹系數及收縮率都較大,并且由于導熱性好,使焊接熱影響區變寬,導致焊件易產生較大的變形。另外,銅及銅合金在高溫液態下極易氧化,生成的氧化銅與銅形成低熔點共晶體沿晶界分布,使焊縫的塑性和韌性顯著下降,易引起熱裂紋。
(3)易形成氣孔和產生氫脆現象 銅在液態時能溶解大量氫,而凝固時,溶解度急劇下降,凝固時氫氣來不及析出,在焊縫中形成氣孔并會造成氫脆。
(4)銅合金中存在易氧化元素 如鋅、鎳、錳等,焊接中氧化嚴重,使焊接更加困難,接頭力學性能和耐蝕能力下降。
針對銅及銅合金的焊接特點,焊接過程中應采取以下工藝措施保證焊接質量。
(1)選擇熱源能量密度大的焊接方法,在焊前進行150℃~550℃預熱。
(2)選擇適當的焊接順序,并在焊后錘擊焊縫,以減小應力,防止變形、開裂。
(3)焊前徹底清除氧化物、水分、油污,以減少銅的氧化和吸氫。
(4)焊接過程中使用熔劑對熔池脫氫,在電焊條藥皮中加入適量螢石,以增強去氫作用。降低熔池冷卻速度,以利氫的析出。
(5)焊后進行退火熱處理,以細化晶粒并減小晶界上低熔點共晶的不利影響。