文档介绍：申报焊工高级技师论文紫铜与低碳钢的熔化极氩弧焊 2011 年2月1日目录一前言二紫铜与低碳钢的焊接分析 1难溶合及易变形 2易产生裂纹 3气孔三紫铜与低碳钢的焊接工艺要点 1焊接材料的选择 2坡口形式的选择 3坡口清理 4工件预热 5焊接 6焊后保温四焊接检验 1拉伸试验 2金相检验五结论紫铜与低碳钢的熔化极氩弧焊摘要: 通过紫铜与低碳钢的熔化极氩弧焊的生产实践,对铜钢焊接易产生裂纹,未溶合和气孔等缺陷进行了试验分析, 并采用了合理的焊接工艺, 提高了焊接接头的力学性能, 保证了工件质量。一前言紫铜具有优良的到点和导热性能, 因而在很多领域都得到了广泛的应用。为了节约有色金属铜, 降低成本, 常常在结构件的关键部位采用紫铜, 而其他部位则采用成本低廉的低碳钢材料。这种结构多数采用焊接方式, 紫铜与低碳钢的焊接质量相对整体结构来说也变得尤为重要。在众多焊接方式中, 熔化极氩弧焊以其电弧热量集中, 高效, 焊接质量好等优点, 而被广泛采用。二紫铜与低碳钢的焊接性分析 1 难熔合及易变形由表 1 看出,铜与钢的导热系数,线胀系数和收缩率差异较大,这对保证铜与钢的焊接质量非常不利。表1 铜与铁的物理性能的比较金属导热系数 W/(m · k) 20℃ 100 ℃线胀系数( 20-100 ) /1000000 摄氏度百分之一收缩率% Cu Fe 铜的导热系数大, 20 ℃时铜的导热系数比铁大七倍多, 100 ℃大十一倍多。焊接时热量迅速从加热区传导出去,使母材与填充金属难以熔合。铁与铜在液态下完全不互溶,只能呈机械混合状态,这是焊接时的最大难点,只有机械式互相结合,而无冶金结合。铜的线胀系数和收缩率也比较大。铜的线胀系数比铁大 15﹪, 而收缩率比铁大一倍以上。焊接时, 如工件刚度不大, 又无防止变形的措施, 必然会产生较大的变形。当工件刚度很大时,由于变形受阻会产生很大的焊接应力。 2 易产生裂纹在铜与钢的焊接时, 在焊缝金属晶粒间存在低熔点共晶,如( Cu+Cu20 ) 共晶体( 共晶温度为 1065 ℃, 低于铜的熔点)等。在结晶后期, 这些共晶体以液态形式分布在固态α铜的晶粒边界, 割断了固体晶粒的联系, 使晶粒间的结合力受到削弱, 使焊缝金属的塑性显著下降, 再加上铜与钢的线胀系数和收缩率差异较大,在焊缝冷却过程中将产生较大的焊接应力。因此, 当铜钢焊缝强度, 塑性显著下降, 并且焊件中存在内应力时, 就在接头的脆弱部位形成热裂纹。 3 气孔铜与钢焊接时, 焊缝中常会出现气孔。基于对铜钢焊接性的分析, 制定合理的焊接工艺是保证铜钢焊接质量的前提,遵守操作规程才能使铜钢焊接接头质量得以保证。三紫铜与低碳钢的焊接工艺要点(以环缝焊接为例) 1 焊接材料的选择铜钢熔化极氩弧焊常用焊丝牌号为 HS201 ,焊接接头可获得满意的力学性能。 2 坡口形式的选择总结多年生产经验,铜钢焊接坡口形式有以下 5种可供选择。图1铜钢焊接的坡口形式曾对以上 5种坡口形式进行对比试验,图 1d应是首选的坡口形式。 3 坡口清理用机械法或者化学法去除坡口表面及两侧(约 30mm 以内) 的油污, 水分, 氧化物及其他夹杂物, 使其露出金属光泽。尤其是钢侧锈蚀必须清理干净, 以杜绝由于锈蚀造成的未溶合缺