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銅及銅合金材料的焊接性會出現哪些問題

銅及銅合金材料是基礎工業領域重要金屬材料,在合金材料方面中銅合金材料的使用對許多產品研發都有非常重要意義,不過銅及銅合金材料也有它的缺點,如銅及銅合金材料存在焊接問題方面都是銅及銅合金材料需要面對和客服的難題,另外銅及銅合金材料在很多方面應用上,只要改進方法就可以客服很多難題。下面我們來分析一下銅及銅合金材料焊接所存在的問題。

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1、銅及銅合金材料焊接易產生裂紋。

銅合金材料焊接時銅在液態時很容易氧化,生成的氧化亞銅會與銅形成低熔點共晶;另外,母材中的雜質鉛、鉍、硫等分別與銅形成低熔點共晶,它們在結晶過程中分布在焊縫和熱影響區的枝晶間或晶界處,以液態薄膜形式存在,降低其高溫強度和塑性,使其具有明顯的熱脆性。同時,銅及銅合金在加熱過程中晶粒長大傾向嚴重,也有助于薄弱面的形成。銅及銅合金的線脹系數和收縮率較大,使接頭產生較大的焊接變形和應力,因而增大了焊接接頭熱裂紋傾向。

2、銅及銅合金材料焊接易產生氣孔。

銅合金材料在高溫液態時能溶解大量的氫,而在凝固結晶時氫在銅中的溶解度急劇下降,大量的氫要向外逸出,而銅合金材料的導熱性強導熱性比低碳鋼高7倍以上,焊接熔池凝固非常快,使氫來不及擴散逸出,就在焊縫中形成氣孔。另一方面,熔池金屬氧化而形成的氧化亞銅,與熔池中的氫或一氧化碳發生化學反應生成水蒸氣和二氧化碳,在熔池凝固時來不及逸出,也會形成氣孔。銅合金材料焊接時的氣孔傾向比純銅要大得多,一般分布在焊縫中心和接近熔合線處。

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3、銅及銅合金材料焊接很難熔合。

銅合金材料的導熱性特別高,銅合金材料焊接時熱量迅速從加熱區傳出去,使得焊接區難以達到熔化溫度,所以母材和填充金屬難熔合,易形成未焊透的現象。銅合金材料焊件厚度越大,散熱越嚴重。

4、銅及銅合金材料焊接焊接接頭性能下降。

塑性及韌性嚴重下降。由于銅是單相組織,沒有同素異構轉變,因此焊縫都是粗大晶粒組織,再加上在晶界上存有各種脆性的低熔點共晶,使接頭的塑性和韌性顯著下降。銅合金材料導電性下降。焊接過程中的雜質和合金元素的熔入都會不同程度地使紫銅的焊接接頭導電性變壞。

另外銅合金材料耐蝕性下降。銅合金的耐蝕性能主要是依靠Zn、Mn、Ni、Al等元素的合金化形成的。焊接過程中這些元素弧不同程度地蒸發、氧化和燒損,使接頭的耐蝕性能下降。焊接應力的存在則促使對應力腐蝕敏感的高鋅黃銅、鋁青銅、鎳猛青銅的焊接接頭在腐蝕環境中過早地破壞。

5、銅及銅合金材料焊接焊縫成形能力差。

銅在熔化溫度時,表面張力比鐵小,流動性好,因此,表面成形能力差,當用大功率溶化極氣體保護焊或埋弧焊時,熔化金屬易流失。

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以上幾點是銅及銅合金材料主要問題,隨著合金材料技術的不斷升級的發展,許多銅及銅合金材料的應用上都有一定的改變,此外銅合金材料技術不斷改進,目前許多應用銅合金材料生產的產品在一些重要軍事領域發揮重要的作用。


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