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銅和鋼可以焊接在一起嗎

來源:
鄭州金之縷不銹鋼有限公司
發(fā)布時間:
2021-04-12 17:36:26
鄭州金之縷不銹鋼 

摘要:眾所周知,銅和鋼(鐵)是不同的金屬。銅的導(dǎo)熱系數(shù)是普通碳鋼的導(dǎo)熱系數(shù)的7至11倍,并且難以達到熔化溫度。銅熔化時,表面張力低于鐵的1 3

眾所周知,銅和鋼(鐵)是不同的金屬。銅的導(dǎo)熱系數(shù)是普通碳鋼的導(dǎo)熱系數(shù)的7至11倍,并且難以達到熔化溫度。銅熔化時,表面張力低于鐵的1/3,其流動性是鐵的1-1.5倍。鐵和銅在液態(tài)中無限溶解,在固態(tài)中無限溶解,并且不形成金屬間化合物。在鐵和銅的固溶體的情況下,鐵在650℃下在銅中的溶解度僅為0.2%,在1094℃下在銅中的溶解度僅為4%。此外,銅的線膨脹系數(shù)比鐵的線膨脹系數(shù)大約40%。鐵-銅合金的結(jié)晶溫度范圍為約300-400℃,并且也容易形成(Cu + Cu2O),(Fe + FeS),(Ni + Ni3S2)和其他低熔點共晶。液態(tài)銅或銅合金對裂紋區(qū)域附近的鋼的晶界具有很強的滲透性。銅的特性決定了鋼和銅的焊接通常很困難。
  1. 焊接熱裂紋。
  2. 晶間滲透和滲透開裂。

這通常發(fā)生在鋼質(zhì)側(cè)基焊縫附近的區(qū)域。數(shù)據(jù)表明,向含有Ni,Al和Si的銅合金或焊縫中添加Mn,Ti,V等元素可有效降低熔深裂紋的趨勢。例如,如果Ni含量超過16%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),則不會發(fā)生滲透裂紋,并且會嚴(yán)重滲透到含錫青銅中。此外,鋼的微觀結(jié)構(gòu)(例如液態(tài)銅)也會滲透到奧氏體而不是鐵素體中。因此,單相奧氏體鋼易于滲透開裂,但不影響奧氏體-鐵素體雙相鋼。

  1. 大部分多云

通常認(rèn)為,由于焊縫中的鐵含量高,焊縫中的鑄件過多。當(dāng)無限大溶液中的液態(tài)金屬在高溫下固化成固體時,F(xiàn)e的溶解度會顯著降低,從而在焊縫中形成霧度,從而影響焊縫的性能。

 

但是,由于鋼和銅具有相似的晶格類型,晶格常數(shù)和原子半徑,因此可以使用特殊的焊接技術(shù)將它們彼此焊接。當(dāng)焊接中的Fe為0.2%-1.1%時,認(rèn)為焊接組織為耐裂紋性差的α相。隨著鐵含量的增加,焊縫呈具有最佳抗裂性能的α+ε三相結(jié)構(gòu),特別是當(dāng)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%-43%時。你知道如何焊接不銹鋼和銅嗎?

 

手工電弧焊,氬弧焊和氣體保護焊可以焊接鋼,銅及其合金。由于鎳基焊縫具有很強的抗裂性,因此建議使用純鎳或含銅的鎳基合金來沉積過渡層。鎳元素可以顯著減少或去除銅和銅合金可滲透鋼,從而有助于消除熱影響區(qū)的可滲透裂紋。在該實驗中,以300mm×150mm×5mm的純銅C11700銅板A 106為例。在過渡層的表面處理之后,硅錳青銅線201和線202可以用作填充金屬材料以增強熔池的脫氧。

步驟1.清洗并拋光銅和鋼金屬基材表面的氧化膜和油漬后,將銅側(cè)槽加工至40°側(cè),表面粗糙度Ra為0.8m至1.0m。

步驟2.在箱式爐中加熱銅和鋼金屬基材。加熱溫度為400℃?500℃,并保持30分鐘?45分鐘。

步驟3,通過鎢極氬弧焊(TIG)在銅板和碳鋼板基板上填充S201紅銅絲,并通過點焊固定。之后,通過熔融結(jié)合和銅焊將銅板連接起來,并將電弧移至銅側(cè)的基板上(電弧偏差為10°至25°)。參數(shù):電流140A?160A,電壓8V?10V,保護氣體He?Ar混合氣,氣體流量15L / min;在He?Ar的混合物中,He與Ar的體積比為8:2。

步驟4.用鋼絲刷清潔焊接接頭,直到用金屬刷完成焊接為止。

這種銅和鋼的焊接方法采用He?Ar高能保護氣體來集中線能量,以縮短高溫在熔池中的停留時間,并防止基材過度熔化,從而使銅和鋼完全混合。,擴散并增加了界面處的銅含量,導(dǎo)致鋼面不斷滲入并形成低熔點的低共熔熱裂紋。

同時,高能保護氣體的He?Ar混合物還可以抑制氧和銅的結(jié)合,從而抑制銅界面處氧化物顆粒的形成并防止裂紋的形成。另外,在焊接過程中,電弧側(cè)朝向銅側(cè)傾斜以防止鋼側(cè)熔化,并且形成熔融和釬焊接頭以防止熔融銅過度滲入鋼側(cè)并形成。滲透裂紋可減少熱裂紋區(qū)域的高溫作用時間,并提高焊接接頭的可塑性和韌性。

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