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铜与不锈钢的焊接

发布时间:2019-02-18 20:11:39人气:
焊接铜与不锈钢时,若采用不锈钢焊条,则在焊缝金属内熔入大量的铜,易引起热裂纹。由冶金学可知,如含镍高,则熔入铜的允许量与含镍量成比例增加。例如奥032、奥222焊条含2%左右的铜,是可用的。当在不锈钢焊缝金属内熔化入20%的铜时,则由于铜在晶界析出,形成网状分布的热裂纹,降低了使用寿命。因此,焊接上述异种金属时,应习题避免采用不锈钢焊条,而尽量改用蒙乃尔焊条。
采用铜合金焊条时,由于焊缝中熔入了镍、铬、铁等元素,使焊缝金属变硬、变脆。在焊接区的不锈钢侧,由于铜渗入奥氏体晶界使接头变脆。因此要尽量避免采用铜合金焊条,或仅用于对机械强度要求不高的接头。采用在不锈钢上堆焊铜或铜合金作为过渡层的方法虽然可行,但仍在不同程度上出现上述现象。例如,用蒙乃尔合金、铝青铜、纯铜焊条时,裂纹较少;而采用磷青铜、黄铜和硅青铜时,则裂纹较多。
通常采用氩弧焊焊接铜和不锈钢。因为铜合金比18-8型不锈钢的导热系数几乎高9倍,焊接时必须给铜加入较多的热量。为此电极应向铜侧偏移一定距离,使缝区中钢侧不熔化,而铜合金的表面也无咬边现象。
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焊接铜与不锈铜,采用在液态和固态与铜和铁都无限互溶的蒙乃尔合金作为填充金属,焊缝成形良好、组织均匀,接头弯曲角可达180°,接头强度和塑性都令人满意。
图6-18a是典型的铜与钢的爆炸接头金相照片。接头区的化学成分通常和电子探针进行研究(图6-18 b、c)。从图的区段(含铜量约为30%),不定期有3~5微米大小的纯铜粒。在旋涡区中铜约占70%~85%,从图6-18 c中可以看到10~15微米的纯铁段,然后从100%下降到0的数量级,约占10微米的距离。这种现象的造成可从铁一铜状态图(图6-16)中看出,在平衡状态的结晶条件下,铜在铁中的溶解度不超过30%,而铁在铜中的溶解度只有0.3%。在液态铜与铁相互之间具有无限溶解度。上面的这种现象正好证明了在焊接条件下,除塑性流动外,局部区段(点)可能发生了熔化。因此,在混合区,曲线上出现的各种突变并不奇怪,因为不规则的局部熔化可能会造成任意比例的固溶体。

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