不预热紫铜TIG焊接的工艺研究.pdf

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不预热紫铜TIG焊接的工艺研究I簟曩I侩■／誓蔼，维信／改量■■■—■■●—■■●■■■—■■■●—●■——■●■■■●●■——●——一解决方案焊接质量受到严重影响，而且工作环境恶劣，生产效率低。紫铜就是所说的纯铜，因其表面呈紫色而得名口】。工128裂纹以热裂纹为主，其形成原因主要是铜中的杂质元素情况作了对比试验，并研究了不同氮氩混合气体保护时郁雯霞(无锡工艺职业技术学院，江苏宜兴214206)摘要：针对紫铜焊接性较差的特点，在不预热的情况下分别采用Ar、He、N：及Ar+N2保护气体对厚壁紫铜进行了TIG焊接工艺的研究，并对试验结果进行了分析与比较。试验结果表明，采用He、N：及Ar+N：保护气体可使得电弧的热效应显著提高，实现紫铜的不预热TIG焊接是可行的。关键词：不预热；紫铜；TIG焊接中图分类号：TG402文献标识码：A文章编号：1002—2333(2008)11—0128—03WeldingWen-xia紫铜以其优良的导电性、导热性、延展性以及在某些介质中良好的抗腐蚀性能，成为电子、化工、船舶、能源动力、交通等工业领域中高效导热和换热管道、导电、抗腐蚀部件的优选材料⋯。长期以来，紫铜的焊接主要是气焊、钎焊、手工电弧焊、TIG焊、埋弧焊、扩散焊等方法。近年来，随着焊接技术的发展，又采用了电子束、等离子弧等高能热源进行焊接，取得了很好的效果，但由于设备、成本、生产周期等方面的影响使其不能得到广泛的应用，目前，紫铜构件的焊接主要采用气焊、手工电弧焊和氩弧焊方法焊接，要求预热温度500。C以上，焊接件严重过热，焊接裂纹难以避免，因此，为了适应耐腐蚀性能优良、成本低廉的紫铜材料应用的需要，研究适应实际应用需求的实用、高质量的焊接技术就显得越来越重要，越来越迫切。l紫铜的焊接性铜为面心立方晶体，具有较多的滑移系，室温、高温下有很好的变形能力，但铜在500。C一600℃呈现“中温脆性”。在焊接过程中，此温度区间易出现裂纹。程用紫铜，含量一般在99．95％以上，杂质对铜的焊接性有很大的影响。紫铜中的杂质主要有氧、硫、铅、铋等，均由冶炼过程带入，这些杂质能与铜形成各种脆性化合物和低熔点共晶物，增加材料的冷脆性和焊接过程中出现热裂纹的可能性，因此必须严格控制。铜有较高的导热性(比钢的导热系数大8倍)，如果加热温度不高或线能量密度小，铜无法熔化。局部出现未焊透，无法满足要求。而随着加热温度的升高，铜的结晶组织变的粗大，相互之间I机械工程师2008年第11期的焊接性能变差。铜在焊接过程中易出现的缺陷主要有裂纹和气孔。与铜形成的低熔共晶产物在熔池凝同时聚集在晶界上，并形成液态薄膜，会削弱晶粒之间的结合力，因此在拉应力的作用下形成裂纹。气孔主要是由氢引起的H：气孔。铜在液体状态时能溶解比较多的氢，但溶解度随着温度的降低而下降，特别是在金属凝固过程中，溶解度急剧下降，因此会从金属中析出并形成气泡，当熔池金属结晶较快时，气泡来不及逸出，就会产生氢气孔【3】。熔化焊紫铜时容易出现基材难以熔合、坡口焊不透和表面成型差等焊接缺陷，原因与紫铜独特的热物理性能有关【4j。紫铜的导热性好，因此应选择热效率高和热量集中的焊接方法。热效率愈高，能量愈集中愈有利。钨极氩弧焊(TIG)具有电弧稳定、能量集中、保护效果好、操作灵活等突出优点，它已逐渐取代传统的气焊、碳弧焊和手工电弧焊而成为薄板紫铜熔化焊接方法中应用最广泛的一种。Ar、He、N：气体保护TIG堆焊成型试验为了得到氩气、氦气、氮气保护时焊缝成型情况，现分别对Ar、He、N：三种气体保护时的TIG堆焊焊缝成形的熔深变化。2．J焊接工艺分别采用Ar、He、N：三种气体保护进行TIG焊，不填加焊丝，在250mmxlOOmmx!Omm的T3紫铜板表面进行堆焊，堆焊长度大约60mm，电弧高度3mmo试验发现．在240A电流下，氩气呆泸不预热时，母材根本不能熔化，所以对其预热至300。C观察其成型情况。焊接工艺参数如表l所示。工艺，TITheTIGCopperwithoutPreheating(Wuxi214206，China)weldingthick-wallAr’He，N2andAr+N2undercondition，andheatingevidentlycontrolledcondition．2TechnologyResearchofforRedYUInstituteArts＆Technology，YixingAbstract：Aimbadperformanceredcopper，thepaperstudiedthetechnologycopperadoptingnon-warming-upanalyzedcomparedresult．Theexperimentalresultshowsthateff