铜的焊接性ppt课件.ppt

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1、能力知识点1 铜及铜合金的类型及性能特点,铜的分类,铜及铜合金按化学成分分类，可分为：纯铜、黄铜、青铜、白铜等。下面我们分别介绍一下。,常见的铜及铜合金都有哪几种呢？,1纯铜纯铜中铜的质量分数不小于99.95%，呈玫瑰红色，氧化膜呈紫色，俗称紫铜。纯铜具有很高的导电性、导热性，良好的耐蚀性和塑性。熔点1083。纯铜在退火状态（软态）下塑性较高，但强度不高；通过冷加工变形后（硬态），强度和硬度均有提高，但塑性明显下降。冷加工后经550600退火，塑性可完全恢复。焊接结构一般采用软态纯铜。,1纯铜纯铜主要用作导电材料，如电线、电缆等，还可用来配制各种合金。纯铜及其合金用于制造不受磁性干扰的仪器，如

2、罗盘、航空仪表、炮兵瞄准环等。,2黄铜黄铜是指以锌为主要合金元素的铜合金，表面呈淡黄色，因此称黄铜。黄铜的耐蚀性高，冷热加工性能好，导电性比纯铜差，力学性能与Zn的含量有关，一般优于纯铜，应用较广泛。黄铜的牌号为H，其中“H”是汉语拼音“黄”的第一个字母，后面“”两位数字表示铜的质量分数，其余为锌。例如H96表示铜的质量分数为96%的黄铜。,普通黄铜用途：H80和H90用作镀层及装饰品 ，奖章等；H68和H70适用于冷冲压制造形状复杂的零件，如弹壳、波纹管等；H59和H6用于制作要求导电、耐蚀有适当强度的结构件，如螺栓螺母、弹簧、套轴等。,在黄铜中除了Zn还加入锡、铅、锰、硅、铁等元素就成为特

3、殊黄铜，例如HPb59-1就表示铜的质量分数为59%、铅的质量分数为1%、其余为锌的特殊黄铜。分别加入其它元素能改善黄铜的不同性能，如力学性能、耐蚀性能、或铸造性、加工性等；而且一般都能提高其强度。,3白铜白铜为镍的质量分数低于50%的铜镍合金。如在白铜中加入锰、铁、锌等元素可形成锰白铜、铁白铜和锌白铜。白铜可分为结构用白铜和电工用白铜。在焊接结构中使用的白铜不多。,4青铜原指铜锡合金，现在指不以锌和镍为主要合金元素的铜合金统称为青铜。青铜具有良好的耐磨性、耐蚀性、铸造性能和力学性能。常用的青铜有锡青铜（QSn4-3）、铝青铜（QAl9-2）和硅青铜（QSi3-1）等。,锡青铜：适用于铸造或压

4、力加工，Sn质量分数一般为3%14%，耐蚀性好，一般用来制作化工零件、弹簧、精密仪器中的齿轮、接触器等、耐磨零件如连杆、涡轮、活塞离合器、泵件压盖等。,铝青铜：比锡青铜具有更好的耐蚀性和力学性能。常用来制造要求耐蚀的弹簧、摩擦轮、蜗轮传动机构、轴承等。,能力知识点1-总结,能力知识点2 铜及铜合金的焊接性铜及铜合金的焊接性比较差，焊接铜及铜合金比焊接低碳钢困难很多。,想一想：铜及铜合金是否容易焊接呢？,焊接铜之问题1-难熔合、易变形由于铜的导热性很强（铜和大多数铜合金的热导率比普通碳钢大711倍），焊接时热量从加热区迅速传导出去，焊件越厚散热越严重。焊接时难以达到熔化温度。焊接时薄件会产生较大

5、的变形，厚大焊件产生很大的应力。液态铜表面张力小，流动性大，因此焊缝成型差，熔化金属易流失。,焊接铜之问题2-热裂纹倾向大铜及铜合金的焊接裂纹一般出现在焊缝上，也有出现在熔合区及热影响区，裂纹呈晶间破坏特征，从其断面可以看到明显的氧化色彩。,（1）产生热裂纹的主要原因 铜与其中的杂质可形成多种低熔点共晶引起热裂纹。铜及铜合金的线胀系数和收缩率比较大，而且导热性强，焊接时会产生较大的焊接应力。纯铜焊接时，焊缝为单相组织，且由于铜的导热性强，焊缝易生成粗大的柱状晶 。这些因素都会加剧热裂纹的生成。,高温下的铜与空气中的氧反应生成Cu+Cu2O （熔点为1064)杂质Bi和Pb本身的熔点低，且在熔池

6、结晶过程中与铜分别生成熔点很低的共晶组织Cu+Bi（熔点为270）和Cu+Pb（熔点为326）S能较好地溶解在液态铜中，但当凝固结晶时，在固态铜中的溶解度几乎为零，S与铜形成Cu2S，Cu2S+Cu（熔点为1067）这些低熔点的共晶组织分布在枝晶间或晶界处，都将促使焊缝产生热裂纹；焊接加热时，热影响区的低熔点共晶会重新熔化，在焊接应力作用下会产生热裂纹。,（2）防止铜及铜合金热裂纹的措施 1）严格限制铜及铜合金中杂质的含量。2）在焊丝中加入硅、锰、磷等合金元素，增强对焊缝的脱氧能力。3）选用能获得双相组织的焊接材料，使低熔点共晶分散、不连续，打乱柱状晶的方向性，使焊缝晶粒细化。4）采用预热、缓

7、冷等措施减小焊接应力。,焊接铜之问题3-容易形成气孔熔焊铜及铜合金时，气孔倾向比低碳钢大得多，引起气孔的主要是氢和氧。1）铜在凝固时对氢的溶解度大大降低，焊接时焊缝冷却速度较快，氢来不及溢出形成气孔。2）高温下cu与氧生成Cu2O不溶于铜，析出时与H或CO反应生成水蒸气或CO2。3）铜的热导率大，冷却凝固速度更快，更不利于气体上浮溢出。,减少和消除铜焊缝中的气孔的主要措施：1）减少氢和氧的来源。2）采取预热措施来延长熔池存在时间，使气体易于逸出。3）采用含有铝、钛等强脱氧剂的焊丝，或在铜合金中加入铝、锡等元素。,焊接铜之问题4-焊接接头性能下降1）塑性显著降低：晶粒变粗，低熔点共晶的存在，使接头塑性和韧性显著下降。2）导电性下降：铜中任何杂质和合金元素的溶入都会降低导电性。3）耐蚀性降低：铜中Zn、Mn、Ni、Al等合金元素的蒸发和烧损都会使接头的耐蚀性降低。,改善焊接接头性能的措施：1）控制杂质含量，减少合金元素的氧化烧损；2）尽量减少热作用，必要时进行焊后消除应力处理等。,能力知识点2-总结,作业：1、铜及铜合金分为哪几种？ 分别有什么特征？2、分析铜及铜合金焊接时存在的问题。,