铜及铜合金的焊接性

出处：按学科分类—工业技术 河北科学技术出版社《实用焊接技术手册》第656页（1078字）

焊接铜及铜合金易产生未熔合与未焊透，故应采用能量集中、大功率的热源并配合预热措施；在工件厚度较薄或结构刚度较小，又无防止变形措施时，焊后很容易产生较大的变形，而当焊接接头受到较大的刚性约束时，易产生焊接应力；焊接铜及铜合金时还极易产生热裂纹；气孔是铜及铜合金焊接时的常见缺陷，紫铜焊缝中的气孔主要是氢气孔，冶金反应生成的水蒸气(H₂O)和二氧化碳(CO₂)都不溶于铜，在熔池凝固时来不及逸出，也会形成气孔；焊缝及热影响区经过热循环后晶粒变粗，各种脆性的低熔点共晶出现在晶界使塑性下降，为脱氧加入的锰、硅等元素，焊接过程中杂质和合金元素的溶入，都会不同程度地使铜接头的导电性能下降。耐蚀性能的下降主要是有益元素如锌、镍、铝等的蒸发和烧损造成的。

铜及铜合金根据其成分的不同其焊接性又各有特点，焊接时应引起重视。常采用以下措施控制铜及铜合金的焊接缺陷。

(1)尽量采用加热面积小、能量密度大、功率大的焊接方法，采取焊前预热、适当的焊接次序、焊后锤击和热处理等工艺措施，以保证填充金属与母材很好地熔合、细化晶粒、减小和消除应力，防止变形。

(2)降低母材、填充金属中氧、铅、铋、硫等对焊接质量影响大的杂质含量，正确选用母材和填充金属。例如，对于重要的铜结构，为了清除氧的不良影响，必须选用脱氧铜做母材。焊前清除母材、焊材表面的氧化膜，选用含有铝、钛等强氧化剂的焊丝，采用熔剂等方法以减少氧的来源，并对熔池进行脱氧。

(3)选用能获得双相组织的焊丝，使焊缝晶粒细化、易熔共晶分散、不连续，以减少热裂纹倾向。

(4)去掉氧化膜，选择适宜的焊接区气氛，延长熔池的存在时间，使气体易于析出，降低气孔倾向。

(5)防止合金元素氧化与蒸发。焊接黄铜时可选用含硅的填充金属，并在工艺上适当降低焊接时的温度，提高焊接速度，尽量减少熔池处于高温的时间，防止黄铜中锌的氧化与蒸发；焊接锡青铜时，可采用含硅、磷等脱氧剂的焊丝，并用硼砂和硼酸做熔剂，以防止锡的氧化；焊接铝青铜时，为防止铝的氧化，可采用氯化盐和氟化盐组成的熔剂。通过焊接材料向熔池过渡易氧化和蒸发的合金元素、变质处理、惰性气体保护等工艺措施也可在一定程度上保证熔池合金元素的含量。