铜及铜合金的焊接
铜及铜合金焊接的注意事项包括:
1. 焊前准备:必须将焊接处的氧化物、油脂及其他污物清除干净,可通过机械清理或化学清理实现。
焊接预热:焊前通常预热,特别是较厚较重的焊件(>5mm),并采用比碳钢大的电流。
2. 坡口设计:宜采用对接接头,不宜用搭接接头和T形接头。为防止液态铜流失,焊缝背面常采用铜垫、石墨垫、石棉垫和粘结软垫。坡口常采用V型或U型坡口。
焊接方法:常用的方法有氩弧焊、气焊、手弧焊、埋弧焊、等离子焊等。
3. 焊接过程:
●手工电弧焊时,需在300℃以上、通风良好的环境中进行,使用直流反接,短弧快速焊接,电弧做直线往复运动,焊后锤击焊道。
●TIG焊时,加垫板或护环,不直接相弧或在引弧板上引弧。
焊后处理:焊接铜及其合金处应保证空气流通 ,必要时采用人工通风以防铜中毒现象发生。施焊后应立即用平头锤对焊缝进行轻量锤击,以消除部分应力并适当使晶粒细化。
此外,由于铜及铜合金焊接时容易产生未焊透、未融合、气孔、裂纹等缺陷,因此要选择合适的焊接方法和参数,并采取适当的预热、坡口设计、焊后处理等措施来保证焊接质量。
铜及铜合金的焊接
焊接铜及铜合金的薄板以钨极氩弧焊、焊条电弧焊和气焊为好,中板以采用埋弧焊较合理,厚板则建议使用熔化极氩弧焊。
介绍一下紫铜的焊接,紫铜气焊比较适宜薄铜件的焊接、铜件的修补或不重要的构件焊接。
紫铜焊接焊丝、焊剂和气体的选择:
焊丝的选择有两种途径,一种为含有脱氧剂的HS201(紫铜焊丝);另一种为一般紫铜丝或母材金属的切条,焊剂可选用“CJ301”,将焊剂用酒精或水调成糊状,涂于焊丝和焊件表面。或者在加热的坡口上撒上焊剂,将加热的焊丝滚蘸焊剂,使坡口及焊丝均匀粘上焊剂。
要选择较大的火焰能率,即焊嘴的号码比焊接碳钢选得大些。选择中性焰。一般还要进行预热,厚度较小的中小焊件,预热温度为400 ~500℃,厚度较大的焊件预热温度为600 ~700℃。
气焊操作要点
焊接前,清理焊丝表面及焊件坡口的污物,焊件最好放在绝缘材料(如石棉板之类)的衬垫上焊接;背面安放垫板。焊件厚度小于5mm时,一般采用左向焊法;厚度较大时,最好采用右向焊法。为了更好地焊透和填满坡口,可将焊件倾斜一个角度(约10°左右)进行上坡焊。
气焊过程中,可以通过改变焊炬与焊件的高度及倾斜角度来控制熔池温度。当熔池铜液发亮而无气泡时,可填加焊丝,这种现象说明熔池温度合适。焊丝要随时拨动铜液,将表面红色的氧化亚铜拨出,在填加焊丝过程中,焰心距熔池表面控制在5 ~8mm为好。
焊接的层数、焊道数越少越好,最好进行单道焊,一次焊完,不随意中断。若必须中断时,焊炬应缓慢离开熔池,防止产生气孔、裂纹等缺陷。
焊后用平头锤敲击焊缝和进行热处理。对于厚度小于5mm的焊件可在冷态下锤击;厚度大于5mm可在250 ~350℃下锤击。锤击后将焊件加热到550 ~650℃,然后在水中急冷,可以提高接头的塑性和韧性。
铜及铜合金
根据所含的合金元素不同,铜及铜合金可分为紫铜、黄铜、青铜、白铜等。
紫铜也就是纯铜,因表面呈紫红色而得名。紫铜具有很高的导电性、导热性、耐蚀性和良好的塑性,易于热压或冷压加工。当处于冷加工变形状态时,强度可提高一倍,而塑性却降低几倍。若将其退火处理可恢复其塑性。焊接结构一般采用软态的紫铜。
紫铜的牌号有一号紫铜(T1)、二号紫铜(T2)、三号紫铜(T3)及无氧铜(TU1、TU2)、磷脱氧铜(TUP1、TUP2)等。
铜和锌的合金称为黄铜(普通黄铜)。
它具有比紫铜高的多的强度、硬度和耐腐蚀性,并保持一定的塑性,又能承受冷热加工。然而,为进一步改善普通黄铜的性能,在铜合金中加入Zn、Ni、Mn、Si、Pb、Al、Fe等元素,又可以获得一系列多元铜合金——特殊黄铜。
黄铜根据性能和用途不同,又分为加工黄铜和铸造黄铜。
除铜-锌合金以外的铜基合金统称青铜。
如锡青铜、铝青铜、硅青铜和铍青铜等。青铜具有高的耐磨性及良好的力学性能、铸造性能和耐腐蚀性能。常用于制造各种耐磨、耐腐蚀零部件。
常用青铜有铝青铜(QAl9-2)、锡青铜(QSn4-4-1)、硅青铜(QSi3-1)铍青铜(QBe2)等。
铜和镍的合金称为白铜(普通白铜)。如再加入Mn、Fe、Zn、Al等元素的白铜称为特殊白铜。按照白铜的性能与应用范围,白铜又可分为结构用白铜和电工用白铜。结构用白铜的力学性能较高,耐蚀性较好,广泛用于制造精密机械、化工机械及船舶零件。电工白铜是重要的电工材料。

张冬伟先后荣获2005年度中央企业职业技能大赛焊工比赛铜奖,2006年第二十届中国焊接博览会优秀焊工表演赛一等奖,2012年获中船集团公司“技术能手”称号,2013年度“全国技术能手”称号。在公司举办的职工技能比赛中,他也屡次夺得桂冠,并带出了一批工人技术骨干,成为公司的技术骨干人才。张冬伟,是中国广大“造船工匠”的典型人物,是造船人传承“工匠精神”的集中体现,是中国工业产业技术人才队伍的先进代表。张冬伟说,他最自豪的事情,就是看着亲身参与建造的LNG船交船驶离码头。每