2022年昭通市昭陽區(qū)焊工證培訓(xùn)-技能培訓(xùn)：有色金屬的焊接
（一）常用銅及銅合金及其分類
銅及銅合金以它獨(dú)特而優(yōu)越的綜合性能，如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐蝕性、延展性及一定的強(qiáng)度等特性，在各行業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。銅及銅合金種類繁多，常用的銅及銅合金可從它的表面顏色看出其區(qū)別，如常用的純銅（又稱紫銅）、黃銅、青銅和白銅，實際上就是純銅、銅鋅、銅鋁、銅錫、銅硅和銅鎳的合金。
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（二）銅及銅合金的焊接特點(diǎn)
1、高熱導(dǎo)率的影響
由于銅及銅合金的高熱導(dǎo)率、線膨脹系數(shù)和收縮率，在焊接銅及銅合金時，采用的焊接參數(shù)與焊接同厚度低碳鋼差不多時，母材就很難熔化，且填充金屬與母材也不能很好地熔合，產(chǎn)生了焊不透的現(xiàn)象;焊后的變形也比較嚴(yán)重，外觀成形差。因此即使焊接使用大功率熱源，還得在焊前預(yù)熱或焊接過程中采取同步加熱的措施。另外，母材厚度越大，散熱愈嚴(yán)重，也愈難達(dá)到熔化溫度。
2、焊接接頭的熱裂傾向大
焊接時，銅能與其中的雜質(zhì)分別生成多種低熔點(diǎn)共晶，加上銅及銅合金在加熱過程中無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，銅焊縫中也生成大量的柱狀晶;同時銅及銅合金的線膨脹系數(shù)和收縮率較大，增加了焊接接頭的應(yīng)力，也更增大了接頭的熱裂傾向。因此熔化焊時，常采取以下措施∶①嚴(yán)格限制銅中的雜質(zhì)含量，特別是氧的含量;②通過焊絲加入硅、錳、磷等合金元素，增強(qiáng)對焊縫的脫氧能力;③選用能獲得雙相組織的焊絲，使焊縫晶粒細(xì)化等。
3、氣孔
熔化焊時，氣孔出現(xiàn)的傾向比低碳鋼要嚴(yán)重得多，所形成的氣孔幾乎分布在焊縫的各個部立，且主要是由溶解的氫直接引起的擴(kuò)散性氣孔和氧化還原反應(yīng)引起的反應(yīng)性氣孔。因此，為了或少或消除銅焊縫中的氣孔，主要的措施是減少氫和氧的來源，用預(yù)熱來延長熔池存在的時間氣體易于逸出。
4、接頭性能的變化
在熔化焊過程中，由于晶粒長大，雜質(zhì)和合金元素的摻入，以及有用合金元素的氧化、蒸發(fā)，使接頭出現(xiàn)以下變化∶塑性變壞、導(dǎo)電性下降、耐蝕性下降、晶粒粗化等。要改善接頭的性，除了盡量減少熱作用、焊后進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理外，主要的措施是控制雜質(zhì)含量和通過合金對焊縫進(jìn)行變質(zhì)處理，并根據(jù)不同銅合金接頭的不同要求來選用。
（三）焊接方法的選擇
熔化焊是銅及銅合金焊接中應(yīng)用最廣泛，并容易實現(xiàn)的一類焊接方法。氣焊、焊條電弧焊、
埋弧焊、鎢極和熔化極氣體保護(hù)焊、等離子弧焊和電子束焊都有應(yīng)用。合理選擇焊接方法，除了根據(jù)母材的成分、厚度和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)外，還要考慮合金元素及數(shù)量等。總之，焊接銅及銅合金需要大功率、高能束的熔焊電源，熱效率愈高，能量愈集中愈有利。不同厚度的材料對不同焊接方法有適應(yīng)性，如薄板焊接以氣焊、鎢極氬弧焊、焊條電弧焊為好;中等板厚以熔化極氣體保護(hù)焊和電子束焊較合理;厚板則建議使用埋弧焊、電渣焊等大功率的焊接方法。
（四）焊接材料
1、焊條
焊條電弧焊用焊條分為純銅、青銅和白銅三類見第二章。由于黃銅中的鋅容易蒸發(fā)，因而極少采用焊條電弧焊。焊條的選用基本按母材的成分選擇相應(yīng)焊芯的焊條。對于黃銅，一般選擇青銅焊芯的焊條，如ECuSi和ECuSnB。純銅焊條型號 ECu為低氫型藥皮，用于焊接脫氧銅或無氧銅結(jié)構(gòu)件，焊條使用前應(yīng)嚴(yán)格烘干去除水分。
銅及銅合金焊條執(zhí)行GB/T3670—1995《銅及銅合金焊條》，焊條的具體選用見第二章第二節(jié)。
2、埋弧焊用焊絲和焊劑
埋弧焊的特點(diǎn)是電弧熱效率高，對熔池的保護(hù)效果好。大、中厚度焊件的焊接工藝與鋼基本相同，但在具體措施上有其自身特點(diǎn)。焊劑可選用高錳高硅焊劑HJ431，但可能發(fā)生合金元素向焊縫過渡，接頭性能要求高的焊件宜選用 HJ260、HJ150。焊絲則選用純銅焊絲、青銅焊絲焊接純銅和黃銅。
銅及銅合金焊絲執(zhí)行 GB/T 9460—2008《銅及銅合金焊絲》，焊絲的具體選用見第二章第二節(jié)。
3、惰性氣體保護(hù)焊用焊絲及保護(hù)氣體
銅薄板和中板焊接，使用氣體保護(hù)焊逐漸取代氣焊、焊條電弧焊，非熔化的電極一般選針鎢極。惰性氣體保護(hù)焊主要通過焊絲來調(diào)節(jié)焊縫的成分和性能，以此來滿足焊件的要求，因此焊接純銅一般選無氧銅焊絲，如SCu1898。焊接普通黃銅，采用無氧銅加脫氧劑的錫青銅焊絲，如SCu5210。對高強(qiáng)度黃銅則采用青銅加脫氧劑的硅青銅焊絲或鋁青銅焊絲，如SCu6560、SCu6100A等。焊接白銅可選擇白銅焊絲，如SCu7158。焊接青銅則選用相應(yīng)的青銅焊絲。無論是熔化極還是非熔化極惰性氣體保護(hù)焊選擇焊絲的原則均相同。厚度小于3mm的直邊坡口對接，可以不加焊絲，厚度大于3mm的通常要加填充絲，而厚度大于12mm的焊件則最好選用熔化極惰性氣體保護(hù)焊。
保護(hù)氣體通常選用氬氣，在一些特殊情況下，如焊接純銅或高導(dǎo)熱率銅合金焊件時，不允許預(yù)熱，要求獲得較大的熔深時，可采用70%氬氣與30%（體積分?jǐn)?shù)）氦氣的混合氣�；旌蠚怏w的最大優(yōu)點(diǎn)是可以改善焊縫金屬的潤濕性，提高焊接質(zhì)量。
銅及銅合金焊絲執(zhí)行 GB/T9460-2008《銅及銅合金焊絲》，焊絲的具體選用見第二章第二節(jié)。
（五）焊接工藝措施
由于前面所述的銅及銅合金的焊接性特點(diǎn)，焊接銅及銅合金時，需要采取以下的工藝措施∶
1、焊前需要徹底清除坡口兩側(cè)30mm范圍內(nèi)的油脂、水分及其他雜質(zhì)及金屬表面的氧化膜，直至露出金屬光澤為止。這是避免焊縫出現(xiàn)氣孔的有效措施。
2、焊前要預(yù)熱或在焊接過程中采取同步加熱的措施。
3、嚴(yán)格限制銅中的雜質(zhì)含量，通過焊絲加入硅、錳、磷等合金元素，增加對焊縫的脫氧能力，選用能獲得雙相組織的焊絲等措施，防止焊接接頭的熱裂紋與減少氣孔。
4、控制焊后冷卻速度，防止焊接變形。
5、因銅及銅合金的流動性好，故應(yīng)盡可能采用平焊位置。
