低碳钢与铜及其合金焊接工艺

钢与铜合金焊接不仅得到合理焊接结构，还能节约大量的有色金属。

一、 焊接性：
其焊接主要问题是在焊缝区及熔合区易产生裂纹，产生裂纹有两种形态，焊绝裂纹和热影响区渗透裂纹。

1） 焊缝裂纹，钢与铜及其合金焊接焊缝中产生裂纹属热裂纹，其产生的原因是：

① 铜与钢的物理性能差异很大，钢与铜的热膨胀和导热率相差很大，因此焊接时接头中产生很大的应力，导致焊缝产生裂纹。

② 由于铜和铜金属焊接时热裂纹倾向较大而钢与铜及铜合金焊接时焊缝是铁与铜的混合物，因此随着含铜量增加，产生热裂纹倾向也较大。

2） 热影响区渗透裂纹，钢与铜及铜合金焊接时在液体铜及铜合金相接触的钢中易产生渗透裂纹，渗透裂缝在高温时形成的。

产生原因是：由于液态铜及铜合金对钢的渗透作用和拉伸应力共同作用的结果，从焊缝冷却瞬间开始，在接头中就会产生拉伸应力，这种应力随着不断冷却而增加，另外在结晶过程金属组织往往有缺陷，在钢的结晶表面就产生微观裂口，在焊接拉伸应力作用下，形成热影响区渗透裂纹。

当焊缝中Ni含量大于16%时在低碳钢上不产生渗透裂纹（NiCu合金）。

二、 焊接工艺：

手工电弧焊，氩弧焊和气体保护焊都可以焊接钢与铜及其合金的异种接头。

铜和钢及其合金焊接时选用一种填充金属，直接将两种金属焊接，在铜或钢上堆焊过渡层，然后焊接。

由于含镍焊缝抗渗透裂纹能力强，使用纯镍或含铜的镍基合金来熔敷过渡层，镍能大大减除或消除铜及铜合金对钢的渗透作用，十分有利于消除热影响区的渗透裂纹，如图：

 

堆焊过渡层，然后进行焊接。

1. 紫钢与低碳钢焊接。
堆焊过渡层后，可用紫铜作填充金属材料，丝201、丝202、为加强熔池的脱氧作用，采用硅锰青铜丝，QSi3-1焊接，其焊接质量和效果更好。

2．硅青铜和铝青铜与低碳钢焊接。
堆焊过渡层后，可用铝青铜作填充金属材料QAL9-2此时焊缝的双相组织，焊缝有较高的抗热裂性能，也可用焊条铜237去除药皮擦干净作填充金属丝，铝还可以减轻热影响区渗透裂纹，焊缝强度也比紫铜高。用交流氩弧焊焊接。

3．黄铜和低碳钢焊接。
堆焊过渡层后，为减少黄铜锌的蒸发，采用QSi3-1硅锰青铜丝作填充金属，采用交流电源焊接，也可用QAL9-2铝锰青铜丝作填充金属材料，如没有盘圆的青铜丝可用铜237焊条去除药皮擦干净后进行加丝焊接，用交流氩弧焊焊接。

4． 铁白铜与低碳钢焊接，堆焊过渡层后低碳钢与铁白铜（主要成分Ni5～6.5%，Fe1.0～1.4%,其采为Cu）焊接时，可采用BFe5～1作为填充金属材料，引时焊缝含铁量为32%左右，也具有足够的抗热裂能力，焊接时，电弧应偏离坡口中心，移至铁白铜一侧，才能保证焊接接头的性能。

由于镍铜合金导电性能和导热性与低碳钢相近，因此焊接时不需要预热。

 

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