采用钨极氩弧焊焊接紫铜与不锈钢(或碳钢)的管板接头,进行了系列的焊接工艺试验,探索出与之相适应的焊接材,其工艺性能良好、操作方便、焊接质量稳定等特点。该工艺打破了娄似接头采用传统的铺锡钎焊方法,大大降低了工艺程难度、制造成本,缩短了生产周期、提高了紫铜接头的强度。
下面以钢和紫铜的焊接性能的对比来说明紫铜接头的特点:
1、钢与紫铜的焊接特点
Fe与Cu的原子半径、点阵类型、晶格常数及外层电子数都比较接近,这对钢与紫铜之间的焊接比较有利。但是,钢与紫铜的熔化焊接还有一定的难度,主要如下:
(1).钢与铜的物理性能不同,熔点及线膨胀系数差异大。紫铜的线膨胀系数大,在焊接过程中会产生较大的焊接应力。
(2).铜的导热系数是钢的8倍多,熔池的冷却速度比钢要大得多,氢的扩散逸出和水的上浮条件更为恶劣,形成气空的敏感性增大。
(3).在焊缝或近缝区易产生热裂纹,影响接头的强度及气密性,这是焊接工艺中重点要解决的问题。由于钢与紫铜中含有—定量的杂质,如氧、硫、磷等。在焊接过程叫,这些杂质元素易形成各种低熔点的共晶体和脆性化合物而存于焊缝晶界处,严重削弱了金属在高温时的晶间结合力,是焊缝产生热裂纹的主要原因。
此外,焊缝中的铁元素对热裂纹倾向的影响比较大。据有关资料介绍,当铁含量在10~43%时,焊缝具有最好的抗裂性能。因此,控制焊缝的熔合比是相当重要的环节。
2.焊接要点
(1).合理控制焊接热循环,改善焊接应力状态和消除氧化物、硫化物以及低熔点共晶体的有害作用。具体地的方法就是采用热量集中的焊接方法,即:手工钨极氩弧焊接。另外可采焊前预热的办法。
(2).正确选择焊接材料,控制焊缝的化学成分,限制有害杂质的含量。
(3).拧制焊缝熔介比,以保证铁在焊缝中的含量在10—43%之间,使焊缝具有良好的抗裂性能。
(4).采用合理的接头型式,改善接头的工艺性能和抗裂性能。
(5).严格进行焊接前期处理。
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