紫铜焊接.doc

紫铜焊接紫铜焊接 紫铜焊接是被焊工件的材质(这里指紫铜),通过加热或加压或两者并用,并且用或不用填充材料,使工件的材质紫铜达到原子间的建和而形成永久性连接的工艺过程,一般用于工业紫铜焊接过程中,工件和焊料熔化形成熔融区域,熔池冷却凝固后便形成材料之间的连接。这一过程中,通常还需要施加压力。紫铜焊接的能量来源有很多种,包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超波等。19世纪末之前,唯一的紫铜焊接工艺是铁匠沿用了数百年的金属锻焊。最早的现代紫铜焊接技术出现在19世纪末,先是弧焊和氧燃气焊,稍后出现了电阻焊。紫铜焊接的分类:金属的紫铜焊接,按其工艺过程的特点分有熔焊,,不加压力完成紫铜焊接的方法。熔焊时,热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化,形成熔池。熔池随热源向前移动,冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。在熔焊过程中,如果大气与高温的熔池直接接触,大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池,还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷,恶化焊缝的质量和性能。为了提高紫铜焊接质量,人们研究出了各种保护方法。例如,气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气,以保护紫铜焊接时的电弧和熔池率;又如钢材紫铜焊接时,在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧,就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池,冷却后获得优质焊缝。压焊是在加压条件下,使两工件在固态下实现原子间结合,又称固态紫铜焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊,当电流通过两工件的连接端时,该处因电阻很大而温度上升,当加热至塑性状态时,在轴向压力作用下连接成为一体。各种压焊方法的共同特点是在紫铜焊接过程中施加压力而不加填充材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程,因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损,和有害元素侵入焊缝的问题,从而简化了紫铜焊接过程,也改善了紫铜焊接安全卫生条件。同时由于加热温度比熔焊低、加热时间短,因而热影响区小。许多难以用熔化焊紫铜焊接的材料,往往可以用压焊焊成与母材同等强度的优质接头。钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料,将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度,利用液态钎料润湿工件,填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散,从而实现紫铜焊接的方法。紫铜焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两侧在紫铜焊接时会受到紫铜焊接热作用,而发生组织和性能变化,这一区域被称为热影响区。紫铜焊接时因工件材料紫铜焊接材料、紫铜焊接电流等不同,焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象,也使焊件性能下降,恶化紫铜焊接性。这就需要调整紫铜焊接条件,焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处可以改善焊件的紫铜焊接质量。另外,紫铜焊接是一个局部的迅速加热和冷却过程,紫铜焊接区由于受到四周工件本体的拘束而不能自由膨胀和收缩,冷却后在焊件中便产生紫铜焊接应力和变形。重要产品焊后都需要消除紫铜焊接应力,矫正紫铜焊接变形。现代紫铜焊接技术已能焊出无内外缺陷的、机械性能等于甚至高于被连接体的焊缝。被紫铜焊接体在空间的相互位置称为紫铜焊接接头,接头处的强度除受焊缝质量影响外,还与其几何形状、尺寸、受力情况和工作条件等有关。接头的基本形式有对接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。对接接头焊缝的横截面形状,决定于被紫铜焊接体在紫铜焊接前的厚度和两接边的坡口形式。紫铜焊接较厚的钢板时,为了焊透而在接边处开出各种形状的坡口,以便较容易地送入焊条或焊丝。坡口形式有单面施焊的坡口和两面施焊的坡口。选择坡口形式时,除保证焊透外还应考虑施焊方便,填充金属量少,紫铜焊接变形小和坡口加工费用低等因素。厚度不同的两块钢板对接时,为避免截面急剧变化引起严重的应力集中,常把较厚的板边逐渐削薄,达到两接边处等厚。对接接头的静强度和疲劳强度比其他接头高。在交变、冲击载荷下或在低温高压容器中工作的联接,常优先采用对接接头的紫铜焊接。搭接接头的焊前准备工作简单,装配方便,紫铜焊接变形和残余应力较小,因而在工地安装接头和不重要的结构上时常采用。一般来说,搭接接头不适于在交变载荷、腐蚀介质、高温或低温等条件下工作。采用丁字接头和角接头通常是由于结构上的需要。丁字接头上未焊透的角焊缝工作特点与搭接接头的角焊缝相似。当焊缝与外力方向垂直时便成为正面角焊缝,这时焊缝表面形状会引起不同程度的应力集中;焊透的角焊缝受力情况与对接接头相似。角接头承载能力低,一般不单独使用,只有在焊透时,或在内外均有角焊缝时才有所改善,多用于封闭形结构的拐角处。紫铜焊接产品比铆接件、铸件和锻件重量轻,对于交通运输工具来说可以减轻自重,节约能量。紫铜焊接的密封性好,适于制造各类容器。发展联合加工工艺,使紫铜焊接