20921-8a第8章有色金屬的焊接8.1鋁及鋁合金的焊接

8.2鈦及鈦合金的焊接8.3銅及銅合金的焊接

20921-8a第8章有色金屬的焊接8.1鋁及鋁合金的焊20921-8a8.1鋁及鋁合金的焊接鋁及其合金不但具有高的比強(qiáng)度、比模量、疲勞強(qiáng)度和耐腐蝕穩(wěn)定性，而且具有良好的成形性能和焊接性能，從而成為航空、航天、船舶、鐵路及武器裝備等工業(yè)中廣泛應(yīng)用的有色金屬結(jié)構(gòu)材料。20921-8a8.1鋁及鋁合金的焊接鋁及其合金不但具有高20921-8a8.1.1鋁及鋁合金的種類和性能1.鋁及鋁合金的種類

2.變形鋁合金的成分及性能20921-8a8.1.1鋁及鋁合金的種類和性能1.鋁及20921-8a8.1.1鋁及鋁合金的種類和性能表8-1典型變形鋁合金的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)牌號AlCuMnMgZnCrNiTiZrSiFe其他1A9799．970．005———————0．0150．015—1A8599．850．01———————0．080．10—107099．700．040．030．030．04——0．03—0．200．25V:0．05105099．500．050．050．050．05——0．03—0．250．40V:0．05110099．000．05～

0．200．05—0．10————(Si+Fe):0．95—20921-8a8.1.1鋁及鋁合金的種類和性能表8-120921-8a表8-1典型變形鋁合金的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)2A11余量3．8～

4．80．40～

0．80．40～

0．80．30—0．100．15—0．70．7(Fe+Ni):

0．702A14余量3．9～

4．80．40～

0．10．4～

0．80．30—0．100．15—0．6～

1．20．70—3A21余量0．201．0～

1．60．050．10——0．15—0．60．70—5A01余量0．100．03～

0．76．0～

7．00．250．1～

0．2——0．1～

0．2(Si+Fe):0．40—20921-8a表8-1典型變形鋁合金的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)20921-8a表8-1典型變形鋁合金的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)5A06余量0．100．50～

0．84．8～

6．80．20——0．02～

0．10—0．400．40Be:0．0001

～0．0055A13余量0．050．40～

0．89．2～

10．50．20—0．10．05～

0．15—0．130．30Be:0．005

Sb:0．004

～0．0520921-8a表8-1典型變形鋁合金的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)20921-8a表8-1典型變形鋁合金的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)5082余量0．150．154．0～

5．00．250．15—0．10—0．200．35—5083余量0．100．40～

1．04．0～

4．90．250．05～

0．25—0．15—0．400．40—6061余量0．15～

0．400．150．8～

1．20．250．04～

0．35—0．15—0．40～

0．80．70—6063余量0．100．100．45～

0．90．100．10—0．10—0．20～

0．60．35—20921-8a表8-1典型變形鋁合金的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)20921-8a表8-1典型變形鋁合金的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)7A01余量0．01——0．9～

1．3————0．300．30—7A03余量1．8～

2．40．101．2～

1．66．0～

6．70．05———0．200．20—20921-8a表8-1典型變形鋁合金的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)20921-8a8.1.1鋁及鋁合金的種類和性能表8-1典型變形鋁合金的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)牌號AlCuMnMgZnCrNiTiZrSiFe其他7A09余量1．2～

2．00．152．0～

3．05．1～

6．10．16～

0．30———0．500．50—7003余量0．200．300．50～

1．05．0～

6．50．20———0．300．35—20921-8a8.1.1鋁及鋁合金的種類和性能表8-120921-8a8.1.1鋁及鋁合金的種類和性能表8-2鋁及鋁合金的物理性能合金類型與牌號密度ρ

/(g/c)

(20℃)比熱容с

/［J/(g·℃)］

(100℃)熱導(dǎo)率λ

/［W/(cm·℃)］

(25℃)線膨脹系數(shù)α

/(1/℃)

(20～100℃)電阻率μ

/(1Ω·cm)

(20℃)純鋁2．690．902．2123．62．67防銹鋁5A032．670．881．4623．54．965A062．640．921．1723．76．733A212．731．001．8023．23．45硬鋁2A122．780．921．1722．75．792A162．840．881．3822．66．10超硬鋁7A042．85—1．5923．14．20鍛鋁6A022．700．791．7523．53．702A142．800．831．5922．54．3020921-8a8.1.1鋁及鋁合金的種類和性能表8-220921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析表8-3鋁及鋁合金的焊接性比較焊接性抗拉強(qiáng)度/MPa<100100～200200～300300～400>40020921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析表8-320921-8a表8-3鋁及鋁合金的焊接性比較合金牌號1050A、1100優(yōu)良3A21優(yōu)良5A02～5A06、5083優(yōu)良5A03(冷軋)、7039、7N01、7005優(yōu)良6A2、2A16(退火)適中2A06、2219、2519適中2A11、2A12、2A90、2A14較差7A04、2195最差20921-8a表8-3鋁及鋁合金的焊接性比較合金牌號1020921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析8-2.TIF20921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析8-2.T20921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析(1)氣孔的分布特征

1)臨近焊縫表層的“皮下氣孔”。

2)焊縫中部或根部的“密集氣孔”。

3)熔合區(qū)邊界的“氧化膜氣孔”。20921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析(1)氣20921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析圖8-3氬氣中水的體積分?jǐn)?shù)

對氣孔生成傾向的影響20921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析圖8-320921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析(2)氣孔的形成原因

1)焊接區(qū)內(nèi)存在氫的來源。

2)鋁合金中氫的溶解度存在突變。20921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析(2)氣20921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析表8-4氫在鋁中的溶解度和擴(kuò)散速度溫度/℃溶解度/(mL/100g)擴(kuò)散速度/(c/s)00．0011．9×11000．0012．9×16000．0254．7×1660(固)0．0351．7×1660(液)0．75—8001．7—20921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析表8-420921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析3)鋁合金熔池凝固速度快。

(3)氣孔的防止措施20921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析3)鋁合20921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析圖8-4鏟根對鋁鎂合金MIG焊

焊縫氣孔傾向的影響20921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析圖8-420921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析1)清除材料表面的氧化膜和污染物。圖8-5相對濕度對焊縫中氣孔數(shù)量的影響20921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析1)清除20921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析2)降低氣氛中的水分。

3)控制焊接參數(shù)。圖8-6MIG焊的焊縫氣孔傾

向與焊接參數(shù)的關(guān)系20921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析2)降低20921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析2.熱裂紋

(1)熱裂紋的形成原因如圖8-7所示，鋁合金焊接裂紋可能出現(xiàn)在焊縫，也可能出現(xiàn)在焊接熱影響區(qū)，而在焊縫的弧坑處更容易出現(xiàn)。圖8-7鋁合金的焊接熱裂紋

a)弧坑裂紋b)焊縫中的熱裂紋c)熱影響區(qū)中的熱裂紋20921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析2.熱裂20921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析(2)熱裂紋的敏感性鋁合金焊接熱裂紋的形成主要受到其化學(xué)成分的影響。

(3)熱裂紋的防止措施

1)材料選擇。

2)接頭設(shè)計(jì)。

3)焊接操作。

4)特殊措施。

3.焊接熱影響區(qū)的軟化20921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析(2)熱裂20921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析(1)軟化及其成因熱處理強(qiáng)化鋁合金及焊前經(jīng)過冷作硬化的非熱處理強(qiáng)化鋁合金，熱影響區(qū)的力學(xué)性能，特別是強(qiáng)度和硬度相對原來的母材會有不同程度的降低，亦即焊接接頭出現(xiàn)了軟化，如表8-5所示。20921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析(1)軟20921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析表8-5典型鋁合金焊接接頭和母材的常溫力學(xué)性能牌號母材(最小值)接頭(焊縫余高削除)狀態(tài)/MPa/MPaδ(%)焊絲焊后熱

處理/MPa/MPaδ(%)5052退火1736620Al-5%Mg—2009618冷作2341786Al-5%Mg—19382．31820921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析表8-520921-8a表8-5典型鋁合金焊接接頭和母材的常溫力學(xué)性能6061退火15282．516Al-5%Si—12461．632固溶＋

自然時(shí)效20710916Al-5%Si—176—7．6固溶＋

人工時(shí)效28924110Al-5%Si—1861248．5Al-5%Si人工時(shí)效3042752Al-5%Mg人工時(shí)效297211120921-8a表8-5典型鋁合金焊接接頭和母材的常溫力學(xué)20921-8a表8-5典型鋁合金焊接接頭和母材的常溫力學(xué)性能2024退火22010916Al-5%Si—20710915Al-5%Mg—20710915固溶＋

自然時(shí)效42727515Al-5%Si—2802013．1Al-5%Mg—2951943．9同母材—2892754同母材自然時(shí)效

1個(gè)月371—420921-8a表8-5典型鋁合金焊接接頭和母材的常溫力學(xué)20921-8a表8-5典型鋁合金焊接接頭和母材的常溫力學(xué)性能2219退火22010912同母材人工時(shí)效3862757固溶＋

人工時(shí)效3722486同母材—24813447075固溶＋

人工時(shí)效5364827Al-5%Si人工時(shí)效3092003．720921-8a表8-5典型鋁合金焊接接頭和母材的常溫力學(xué)20921-8a表8-5典型鋁合金焊接接頭和母材的常溫力學(xué)性能X7005固溶＋

自然時(shí)效35222518X5180自然時(shí)效

1個(gè)月3162147．3固溶＋

人工時(shí)效35230415X5180

(Al?4％Mg

?2％Zn

?0．15%Zr)自然時(shí)效

1個(gè)月3122146．2自然時(shí)效

6個(gè)月3412488．8人工時(shí)效3442959．5固溶＋

人工時(shí)效3513353．420921-8a表8-5典型鋁合金焊接接頭和母材的常溫力學(xué)20921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析1)非時(shí)效強(qiáng)化鋁合金的軟化。

2)時(shí)效強(qiáng)化鋁合金的軟化。

(2)軟化的控制措施針對接頭的軟化問題，采取的措施主要是制定符合特定材料的焊接工藝，如限制焊接條件，采取適當(dāng)?shù)暮附禹樞?，控制預(yù)熱溫度和層間溫度，以及進(jìn)行焊后熱處理等。20921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析1)非時(shí)20921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析表8-6焊后熱處理對2024鋁合金接頭性能的影響工序/MPaα/(°)淬火——時(shí)效(母材)411．6121淬火——時(shí)效——焊接287．154淬火——焊接——淬火——時(shí)效373．484退火——焊接——淬火——時(shí)效403．89320921-8a8.1.2鋁及鋁合金的焊接性分析表8-620921-8a8.1.3鋁及鋁合金的焊接工藝要點(diǎn)1.焊接方法

(1)鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊熱量比較集中，電弧燃燒穩(wěn)定，采用交流或直流反接，可用于焊接鋁合金，能得到高質(zhì)量的接頭。

(2)熔化極氬弧焊與鎢極氬弧焊相比，熔化極氬弧焊可焊的鋁合金厚度明顯加大，而且焊接效率高，適合于自動化生產(chǎn)。

(3)變極性等離子弧焊變極性等離子弧焊技術(shù)用于鋁合金焊接，明顯提高了單道焊接鋁合金所能達(dá)到的厚度。20921-8a8.1.3鋁及鋁合金的焊接工藝要點(diǎn)1.焊20921-8a8.1.3鋁及鋁合金的焊接工藝要點(diǎn)(4)激光和電子束焊激光和電子束是焊接鋁合金較好的熱源，焊接變形小，焊接質(zhì)量高。

(5)攪拌摩擦焊攪拌摩擦焊屬于一種新型的固態(tài)連接方法，具有高質(zhì)量、低成本、低變形、易于自動化等特點(diǎn)，克服了熔焊方法易產(chǎn)生氣孔、裂紋及接頭性能嚴(yán)重降低的問題，使那些曾經(jīng)被認(rèn)為是難于焊接的鋁合金變得非常容易焊接，而且焊接效率高，對環(huán)境無污染，可以焊接所有牌號的鋁合金，為大型鋁合金結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的開發(fā)提供了可能。20921-8a8.1.3鋁及鋁合金的焊接工藝要點(diǎn)(4)20921-8a8.1.3鋁及鋁合金的焊接工藝要點(diǎn)圖8-8攪拌摩擦焊接過程示意圖2.焊接材料20921-8a8.1.3鋁及鋁合金的焊接工藝要點(diǎn)圖8-820921-8a8.1.3鋁及鋁合金的焊接工藝要點(diǎn)表8-7鋁及鋁合金焊接用焊絲的選擇母材10601050A、12005A025A035A055B053A212A112A12焊絲1070A

HS3011050A

HS3015A02

5A035A03

5A05

HS3315A05

5A06

HS3315A06

5B063A21

HS3212A11

HS311HS31120921-8a8.1.3鋁及鋁合金的焊接工藝要點(diǎn)表8-720921-8a8.1.3鋁及鋁合金的焊接工藝要點(diǎn)表8-8針對特殊目的而推薦使用的焊接材料與母材的組配母材推薦的填加材料要求必要的強(qiáng)度要求必要的塑性要求陽極化處理后顏色的一致性要求抗海水腐蝕性能1100404311001100110022192319231923192319606153565356515440436063535653565356404330035356110011001100505253565356535640485086555653565356518350835183535653565183545453565554555455545456555653565556555620921-8a8.1.3鋁及鋁合金的焊接工藝要點(diǎn)表8-820921-8a表8-8針對特殊目的而推薦使用的焊接材料與母材的組配7039503953565039503920921-8a表8-8針對特殊目的而推薦使用的焊接材料與20921-8a8.1.3鋁及鋁合金的焊接工藝要點(diǎn)3.接頭設(shè)計(jì)

4.焊接參數(shù)

5.焊前準(zhǔn)備

(1)焊前清理鋁及鋁合金焊接時(shí)，為了保證焊接質(zhì)量，在焊前必須清除焊絲(表面拋光焊絲除外)和母材表面上的油污和氧化膜。20921-8a8.1.3鋁及鋁合金的焊接工藝要點(diǎn)3.接20921-8a8.1.3鋁及鋁合金的焊接工藝要點(diǎn)表8-9純鋁和鋁鎂合金手工鎢極氬弧焊的焊接參數(shù)板材厚度

/mm焊絲直徑

/mm鎢極直徑

/mm預(yù)熱溫度

/℃焊接電流

/A氬氣流量

/(L/min)噴嘴孔徑

/mm焊接層數(shù)

(正面/反面)備注11．62—45～607～98正1卷邊焊1．51．6～22—50～807～98正1卷邊或單面對接22～2．52～3—90～1208～128～12正1V形坡口對接32～33—150～1808～128～12正1V形坡口對接434—180～20010～158～121～2/1V形坡口對接20921-8a8.1.3鋁及鋁合金的焊接工藝要點(diǎn)表8-920921-8a表8-9純鋁和鋁鎂合金手工鎢極氬弧焊的焊接參數(shù)53～44—180～24010～1510～121～2/1V形坡口對接645—240～28016～2014～161～2/1V形坡口對接84～55100260～32016～2014～162/1V形坡口對接104～55100～150280～34016～2014～163～4/1～2V形坡口對接124～55～6150～200300～36018～2216～203～4/1～2V形坡口對接145～65～6180～200340～38020～2416～203～4/1～2V形坡口對接165～66200～220340～38020～2416～204～5/1～2V形坡口對接20921-8a表8-9純鋁和鋁鎂合金手工鎢極氬弧焊的焊接20921-8a表8-9純鋁和鋁鎂合金手工鎢極氬弧焊的焊接參數(shù)185～66200～240360～40025～3016～204～5/1～2V形坡口對接205～66200～260360～40025～3020～224～5/1～2V形坡口對接16～205～66200～260300～38025～3016～202～3/2～3雙V形坡口對接22～255～66～7200～260360～40030～3520～223～4/3～4雙V形坡口對接20921-8a表8-9純鋁和鋁鎂合金手工鎢極氬弧焊的焊接20921-8a8.1.3鋁及鋁合金的焊接工藝要點(diǎn)(2)施加墊板鋁及鋁合金在高溫時(shí)強(qiáng)度很低，焊接時(shí)容易下塌。

(3)焊前預(yù)熱厚度超過5～8mm的焊件，焊前需將工件慢慢加熱到100～300℃，以防止變形、未焊透，并減少氣孔。

6.焊后處理20921-8a8.1.3鋁及鋁合金的焊接工藝要點(diǎn)(2)20921-8a8.1.4典型鋁合金的焊接1.材質(zhì)與結(jié)構(gòu)

2.焊接工藝要點(diǎn)

(1)焊接方法和參數(shù)采用手工鎢極氬弧焊的方法，所用焊接參數(shù)列于表8-10中。20921-8a8.1.4典型鋁合金的焊接1.材質(zhì)與結(jié)構(gòu)20921-8a8.1.4典型鋁合金的焊接表8-10純鋁容器手工鎢極氬弧焊焊接參數(shù)工件厚度/mm焊絲直徑/mm鎢極直徑/mm焊接電流/A噴嘴孔徑/mm電弧長度/mm預(yù)熱溫度/℃65～65190142～3不預(yù)熱866260～270142～315020921-8a8.1.4典型鋁合金的焊接表8-10純鋁20921-8a8.1.4典型鋁合金的焊接圖8-94純鋁容器結(jié)構(gòu)圖

1—人孔2—筒身3—管接頭4—封頭20921-8a8.1.4典型鋁合金的焊接圖8-94純20921-8a8.1.4典型鋁合金的焊接(2)焊接材料填充材料采用與母材同牌號的1035焊絲。

(3)焊前準(zhǔn)備6mm厚板(筒體)不開坡口，裝配定位焊后的間隙為2mm。

(4)焊后檢驗(yàn)所有環(huán)縫和縱縫采用煤油進(jìn)行滲透性檢驗(yàn)和100%的X射線探傷。20921-8a8.1.4典型鋁合金的焊接(2)焊接材料20921-8a8.2鈦及鈦合金的焊接鈦及鈦合金具有優(yōu)良的耐蝕性、高的比強(qiáng)度及較好的耐熱性和加工性，因此廣泛應(yīng)用于航空、航天、化工及冶金等各個(gè)領(lǐng)域，用于制造飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、宇宙飛船、化工機(jī)械及儀器儀表等。20921-8a8.2鈦及鈦合金的焊接鈦及鈦合金具有優(yōu)良的20921-8a8.2.1鈦及鈦合金的種類和性能1.鈦的性質(zhì)及合金化

(1)鈦的基本性質(zhì)純凈的鈦是銀白色金屬，具有銀灰色光澤。20921-8a8.2.1鈦及鈦合金的種類和性能1.鈦的20921-8a8.2.1鈦及鈦合金的種類和性能表8-11幾種金屬室溫物理性能的比較金屬密度ρ

/(g/c)熔點(diǎn)

/℃比熱容с

/［J/(g·℃)］熱導(dǎo)率λ

/［W/(cm·℃)］Ti4．5016800．540．15Al2．696600．902．21Cu8．9310830．383．84Fe7．8615390．710．5520921-8a8.2.1鈦及鈦合金的種類和性能表8-1120921-8a8.2.1鈦及鈦合金的種類和性能(2)鈦的合金化在工業(yè)純鈦中加入鋁、錫、硅、鐵、鉬、釩、錳、鉻、硼和銅等合金元素后則成為鈦合金，其強(qiáng)度、塑性和抗氧化等性能顯著提高。

2.鈦及鈦合金的種類和性能20921-8a8.2.1鈦及鈦合金的種類和性能(2)鈦20921-8a8.2.1鈦及鈦合金的種類和性能表8-12典型變形鈦及鈦合金的牌號和化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)合金

類型合金

牌號主要成分雜質(zhì)，不大于TiAlSnMoVCrFeMnZrSiFeCNHO其他元素單一總和20921-8a8.2.1鈦及鈦合金的種類和性能表8-1220921-8a表8-12典型變形鈦及鈦合金的牌號和化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)工業(yè)

純鈦TA0余量—————————0．150．100．030．0150．150．10．4TA1余量—————————0．250．100．030．0150．200．10．4TA3余量—————————0．400．100．050．0150．300．10．420921-8a表8-12典型變形鈦及鈦合金的牌號和化學(xué)成20921-8a表8-12典型變形鈦及鈦合金的牌號和化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)α型

鈦合

金TA4余量2．0～

3．3————————0．300．100．050．0150．150．10．4TA6余量4．0～

5．5————————0．300．050．0150．150．10．4TA7余量4．0～

6．02．0～

3．0———————0．500．100．050．0150．200．10．420921-8a表8-12典型變形鈦及鈦合金的牌號和化學(xué)成20921-8a表8-12典型變形鈦及鈦合金的牌號和化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)β型

鈦合

金TB2余量2．5～

3．5—4．7～

5．74．7～

5．74．5～

8．5————0．300．050．040．0150．150．10．4TB4余量3．0～

4．5—6．0～

7．89．0～

10．5—1．5～

2．50．7～

2．00．5～

1．5——0．050．040．0150．200．10．420921-8a表8-12典型變形鈦及鈦合金的牌號和化學(xué)成20921-8a表8-12典型變形鈦及鈦合金的牌號和化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)(α+

β)型

鈦合

金TC1余量1．0～

2．5—————0．8～

2．0——0．300．100．050．0120．150．10．4TC3余量4．5～

6．0——3．5～

4．5—————0．300．100．050．0150．150．10．420921-8a表8-12典型變形鈦及鈦合金的牌號和化學(xué)成20921-8a表8-12典型變形鈦及鈦合金的牌號和化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)TC4余量5．5～

6．8——3．5～

4．5—————0．300．100．050．0150．200．10．1TC6余量5．5～

7．0—2．0～

3．0—0．8～

2．30．2～

0．7——0．15～

0．40—0．100．040．0150．180．10．420921-8a表8-12典型變形鈦及鈦合金的牌號和化學(xué)成20921-8a表8-12典型變形鈦及鈦合金的牌號和化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)TC11余量5．8～

7．0—2．8～

3．8————0．8～

2．00．20～

0．350．250．100．040．0120．150．050．320921-8a表8-12典型變形鈦及鈦合金的牌號和化學(xué)成20921-8a8.2.1鈦及鈦合金的種類和性能表8-13鈦及鈦合金板材的橫向室溫力學(xué)性能牌號狀態(tài)板材厚度/mm抗拉強(qiáng)度/MPa屈服強(qiáng)度/MPa伸長率δ(%)TA0M0．3～2．0

2．1～5．0

5．1～10．0280～42017045

30

30TA1M0．3～1．0

2．1～5．0

5．1～10．0370～53025040

30

30TA3M0．3～1．0

1．1～2．0

2．1～5．0

5．1～10．0540～72041030

25

20

2020921-8a8.2.1鈦及鈦合金的種類和性能表8-1320921-8a表8-13鈦及鈦合金板材的橫向室溫力學(xué)性能TA5M0．5～1．0

1．1～2．0

2．1～5．0

5．1～10．068558520

15

12

12TA7M0．8～1．5

1．6～2．0

2．1～5．0

5．1～10．0735～93068520

15

12

12TA9M0．8～2．0

2．1～5．0

5．1～10．0370～53025030

25

25TB2C

CS1．0～3．5≤980

1320—20

820921-8a表8-13鈦及鈦合金板材的橫向室溫力學(xué)性能20921-8a表8-13鈦及鈦合金板材的橫向室溫力學(xué)性能TC1M0．5～1．0

1．1～2．0

2．1～5．0

5．1～10．0590～735—25

25

20

20TC3M0．8～2．0

2．1～5．0

5．1～10．0880—12

10

10TC4M0．8～2．0

2．1～5．0

5．1～10．089583012

10

1020921-8a表8-13鈦及鈦合金板材的橫向室溫力學(xué)性能20921-8a8.2.1鈦及鈦合金的種類和性能(1)工業(yè)純鈦工業(yè)純鈦的熔點(diǎn)高(1668℃)，比強(qiáng)度大，并具有很高的化學(xué)活性。

(2)α型鈦合金與工業(yè)純鈦相同，α型鈦合金的編號也為TA，但其序號不同，如TA4～TA8都屬于α型鈦合金。

(3)(α+β)型鈦合金這類合金編號為TC，其后為合金序號，如TC3、TC4等。

(4)β型鈦合金這類合金的編號為TB，如TB1和TB2等，是含β穩(wěn)定元素較多(質(zhì)量分?jǐn)?shù)>17%)的合金。20921-8a8.2.1鈦及鈦合金的種類和性能(1)工20921-8a8.2.2鈦及鈦合金的焊接性分析1.間隙雜質(zhì)引起的接頭力學(xué)性能變化圖8-10焊縫中氧和氮的含量對工業(yè)純鈦焊縫性能的影響

a)抗拉強(qiáng)度b)冷彎塑性20921-8a8.2.2鈦及鈦合金的焊接性分析1.間隙20921-8a8.2.2鈦及鈦合金的焊接性分析圖8-11焊縫含氫量對工業(yè)純鈦焊

縫及接頭力學(xué)性能的影響20921-8a8.2.2鈦及鈦合金的焊接性分析圖8-1120921-8a8.2.2鈦及鈦合金的焊接性分析2.焊接裂紋

3.氣孔圖8-12氫在鈦中的溶解度隨溫度的變化20921-8a8.2.2鈦及鈦合金的焊接性分析2.焊接20921-8a8.2.2鈦及鈦合金的焊接性分析4.焊接熱影響區(qū)的組織變化20921-8a8.2.2鈦及鈦合金的焊接性分析4.焊接20921-8a8.2.3鈦及鈦合金的焊接工藝要點(diǎn)1.焊接方法

(1)鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊是焊接鈦合金中最為常用的焊接方法，主要用于10mm厚以下板材的焊接。

(2)熔化極氬弧焊熔化極氬弧焊比鎢極氬弧焊的效率高，主要用于厚板的焊接，并采用直流反接方法。

(3)等離子弧焊采用氬氣保護(hù)的等離子弧焊，非常適合于焊接鈦及鈦合金。

(4)電子束焊電子束焊是在高真空室中進(jìn)行的，可完全防止大氣的污染，易于獲得高質(zhì)量的焊縫。20921-8a8.2.3鈦及鈦合金的焊接工藝要點(diǎn)1.焊20921-8a8.2.3鈦及鈦合金的焊接工藝要點(diǎn)(5)激光束焊單激光束的穿透力不如電子束，對于大厚度板材的焊接，電子束焊接更具有優(yōu)越性。

2.焊接材料

3.焊前準(zhǔn)備

(1)板材切割切割鈦合金板材和管材時(shí)，應(yīng)采用等離子切割、激光切割及高壓水切割等方法，不能采用火焰方法進(jìn)行切割，否則會使材料發(fā)生氧化和氮化而變脆。

(2)坡口設(shè)計(jì)和加工坡口形式及尺寸的選擇原則是盡量減少焊接層數(shù)和填充金屬量，因?yàn)殡S焊接層數(shù)的增多，焊縫的累積吸氣量增加，從而影響接頭的塑性。20921-8a8.2.3鈦及鈦合金的焊接工藝要點(diǎn)(5)20921-8a8.2.3鈦及鈦合金的焊接工藝要點(diǎn)表8-14鈦及鈦合金手工鎢極氬弧焊的坡口形式及尺寸坡口形式板厚δ/mm坡口尺寸間隙/mm鈍邊/mm角度α/(°)I形坡口對接0．5～2．50～0．5——V形坡口3～150～1．00．5～1．560～65對稱雙V形坡口10～301．0～1．51．5～2．060～6520921-8a8.2.3鈦及鈦合金的焊接工藝要點(diǎn)表8-120921-8a8.2.3鈦及鈦合金的焊接工藝要點(diǎn)(3)表面清理焊接前對坡口及兩側(cè)各25mm以內(nèi)的內(nèi)外表面進(jìn)行清理，清除表面氧化膜和污染物，而后進(jìn)行清洗和干燥。20921-8a8.2.3鈦及鈦合金的焊接工藝要點(diǎn)(3)20921-8a8.2.3鈦及鈦合金的焊接工藝要點(diǎn)表8-15鈦及鈦合金表面的酸洗條件酸洗液配方(體積分?jǐn)?shù))(%)酸洗溫度/℃酸洗時(shí)間/minHFHNO602～32～430～40余量20921-8a8.2.3鈦及鈦合金的焊接工藝要點(diǎn)表8-120921-8a8.2.3鈦及鈦合金的焊接工藝要點(diǎn)4.焊接參數(shù)20921-8a8.2.3鈦及鈦合金的焊接工藝要點(diǎn)4.焊20921-8a8.2.3鈦及鈦合金的焊接工藝要點(diǎn)表8-16鈦及鈦合金手工鎢極氬弧焊的焊接參數(shù)板厚

/mm坡口

形式鎢極直徑

/mm焊絲直徑

/mm焊接

層數(shù)焊接電流

/A氬氣流量/(L/min)噴嘴

孔徑

/mm備注主噴嘴拖罩背面20921-8a8.2.3鈦及鈦合金的焊接工藝要點(diǎn)表8-120921-8a表8-16鈦及鈦合金手工鎢極氬弧焊的焊接參數(shù)0．5I形1．51．0130～508～1014～166～8101．02．01．0～2．0140～608～1014～166～8101．52．01．0～2．0160～8010～1214～168～1010～122．02．0～3．01．0～2．0180～11012～1416～2010～1212～142．52．0～3．02．01110～12012～1416～2010～1212～1420921-8a表8-16鈦及鈦合金手工鎢極氬弧焊的焊接參20921-8a8.2.3鈦及鈦合金的焊接工藝要點(diǎn)表8-16鈦及鈦合金手工鎢極氬弧焊的焊接參數(shù)板厚

/mm坡口

形式鎢極直徑

/mm焊絲直徑

/mm焊接

層數(shù)焊接電流

/A氬氣流量/(L/min)噴嘴

孔徑

/mm備注主噴嘴拖罩背面20921-8a8.2.3鈦及鈦合金的焊接工藝要點(diǎn)表8-120921-8a表8-16鈦及鈦合金手工鎢極氬弧焊的焊接參數(shù)3．0V形3．02．0～3．01～2120～14012～1416～2010～1214～183．53．0～4．02．0～3．01～2120～14012～1416～2010～1214～184．03．0～4．02．0～3．02130～15014～1620～2512～1418～204．03．0～4．02．0～3．0220014～1620～2512～1418～205．04．03．02～3130～15014～1620～2512～1418～206．04．03．0～4．02～3140～18014～1625～2812～1418～207．04．03．0～4．02～3140～18014～1625～2812～1420～228．04．03．0～4．03～4140～18014～1625～2812～1420～2220921-8a表8-16鈦及鈦合金手工鎢極氬弧焊的焊接參20921-8a表8-16鈦及鈦合金手工鎢極氬弧焊的焊接參數(shù)10．0對稱

雙V

形4．03．0～4．04～6160～20014～1625～2812～1420～2213．04．03．0～4．06～8220～24014～1625～2812～1420～2220．04．04．012200～24012～142010～1218224．04．0～5．06230～25015～1818～2018～2020254．03．0～4．015～16200～22016～1826～3020～2622304．03．0～4．017～18200～22016～1826～3020～262220921-8a表8-16鈦及鈦合金手工鎢極氬弧焊的焊接參20921-8a8.2.3鈦及鈦合金的焊接工藝要點(diǎn)5.焊后熱處理20921-8a8.2.3鈦及鈦合金的焊接工藝要點(diǎn)5.焊20921-8a8.2.4典型鈦合金的焊接1.TB8鈦合金薄板的焊接

(1)母材的成分和性能TB8鈦合金的名義成分是Ti-15Mo-2.7Nb-3Al-0.2Si，實(shí)際成分如表8-17所示。20921-8a8.2.4典型鈦合金的焊接1.TB8鈦合20921-8a8.2.4典型鈦合金的焊接表8-17TB8鈦合金的化學(xué)成分元素MoAlNbSiFeCONHTi質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)15．132．832．890．180．080．030．120．0110．008余量20921-8a8.2.4典型鈦合金的焊接表8-17TB20921-8a8.2.4典型鈦合金的焊接(2)焊接及焊后熱處理工藝

1)焊接方法及焊接參數(shù)。

2)焊后熱處理及其規(guī)范。

(3)接頭力學(xué)性能母材和焊接接頭經(jīng)過一次焊后時(shí)效處理得到的室溫力學(xué)性能如表8-18所示，而經(jīng)過兩次時(shí)效處理得到的室溫力學(xué)性能如表8-19所示。20921-8a8.2.4典型鈦合金的焊接(2)焊接及焊20921-8a8.2.4典型鈦合金的焊接表8-18焊后一次時(shí)效處理得到的力學(xué)性能母材或接頭熱處理/MPa/MPa(%)彎曲角α/(°)強(qiáng)度系母材原始固溶

狀90588526．0105．0—電子束焊90588019．045．0TIG焊91587017．041．0母材500℃/8h149014408．010．0—電子束焊145014428．03．0母材540℃/2h139013209．515．0—電子束焊1370131010．07．0母材540℃/6h130012509．017．0—電子束焊132013009．010．020921-8a8.2.4典型鈦合金的焊接表8-18焊后20921-8a8.2.4典型鈦合金的焊接表8-18焊后一次時(shí)效處理得到的力學(xué)性能母材或接頭熱處理/MPa/MPa(%)彎曲角a/(°)強(qiáng)度系母材560℃/2h1320125012．07．0—電子束焊1310126013．04．0母材560℃/6h134012909．09．0—電子束焊1270126011．08．0母材590℃/4h1230117014．025．0—電子束焊1220115012．013．020921-8a8.2.4典型鈦合金的焊接表8-18焊后20921-8a8.2.4典型鈦合金的焊接①原始固溶處理規(guī)范：845℃/10min，空冷。

②強(qiáng)度系數(shù)：接頭抗拉強(qiáng)度/母材抗拉強(qiáng)度。20921-8a8.2.4典型鈦合金的焊接①原始固溶處理20921-8a8.2.4典型鈦合金的焊接表8-19焊后兩次時(shí)效處理得到的力學(xué)性能母材或接頭熱處理/MPa/MPa(%)彎曲角α/(°)強(qiáng)度系數(shù)母材500℃/8h+

580℃/30min1450138010．010．0—電子束焊1440140010．08．0TIG焊146014209．06．0母材500℃/8h+

600℃/30min1430139010．011．0—電子束焊1410138510．09．0TIG焊145014009．58．020921-8a8.2.4典型鈦合金的焊接表8-19焊后20921-8a表8-19焊后兩次時(shí)效處理得到的力學(xué)性能母材500℃/8h+

620℃/30min1420136010．510．0—電子束焊1410136011．013．0TIG焊1430139010．011．0母材500℃/10h+

620℃/30min1390136011．512．0—電子束焊1390136010．510．0TIG焊142013908．08．020921-8a表8-19焊后兩次時(shí)效處理得到的力學(xué)性能母20921-8a表8-19焊后兩次時(shí)效處理得到的力學(xué)性能母材500℃/16h+

620℃/30min143014009．011．0—電子束焊1430140010．010．0TIG焊144014206．07．020921-8a表8-19焊后兩次時(shí)效處理得到的力學(xué)性能母20921-8a8.2.4典型鈦合金的焊接2.TC4鈦合金化學(xué)反應(yīng)罐的焊接

(1)下料準(zhǔn)備某化工廠采用8mm厚的TC4熱軋鈦合金板材制造化學(xué)反應(yīng)罐。

(2)施工要求鈦合金材料焊接應(yīng)在獨(dú)立的鈦合金加工車間進(jìn)行。

(3)板材對接采用TIG焊對板材進(jìn)行對接，開45°V形坡口，選用直徑為3mm的TC3焊絲，具體焊接參數(shù)如表8-20所示。20921-8a8.2.4典型鈦合金的焊接2.TC4鈦合20921-8a8.2.4典型鈦合金的焊接表8-20TC4板材的TIG焊參數(shù)鎢極直徑

/mm焊接電流

/A電弧電壓

/V焊接速度

/(m/h)氬氣流量

/(L/min)焊后熱處

理規(guī)范3．0130～14018～20915880℃/50min,空冷20921-8a8.2.4典型鈦合金的焊接表8-20TC20921-8a8.2.4典型鈦合金的焊接表8-21TC4母材和焊接接頭的室溫拉伸和沖擊性能焊接接頭母材/MPa/MPa(%)/(J/c)/MPa/MPa(%)/(J/c)910860878920890119290886097892088812929208621079925885109020921-8a8.2.4典型鈦合金的焊接表8-21TC20921-8a8.2.4典型鈦合金的焊接(4)主縫的焊接鈦合金化學(xué)反應(yīng)罐筒體的縱縫和環(huán)縫采用手工和自動鎢極氬弧焊，使用純度為99.99%以上的氬氣進(jìn)行保護(hù)，具體焊接參數(shù)如表8-22所示。20921-8a8.2.4典型鈦合金的焊接(4)主縫的焊20921-8a8.2.4典型鈦合金的焊接表8-22鈦合金化學(xué)反應(yīng)罐筒體TIG焊工藝參數(shù)焊接方法層次焊接電流/A電弧電壓/V焊接速度/(m/h)噴嘴直徑/mm手工TIG焊第1層100～15012～134～516自動TIG焊第2層180～19011～128～922自動TIG焊第3～4層180～19011～128～922手工TIG焊第5層150～16012～135～61620921-8a8.2.4典型鈦合金的焊接表8-22鈦合20921-8a8.3銅及銅合金的焊接銅及銅合金具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性以及在某些介質(zhì)中良好的抗腐蝕性能，因而成為電子、化工、船舶、能源動力、交通等工業(yè)領(lǐng)域中換熱管道、導(dǎo)電裝置及抗腐蝕部件的優(yōu)選材料。本節(jié)主要介紹銅及銅合金的焊接性、焊接工藝要點(diǎn)及典型材料的焊接。20921-8a8.3銅及銅合金的焊接銅及銅合金具有優(yōu)良的20921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能1.純銅20921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能1.純銅20921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能表8-23純銅的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)名稱牌號主要成分雜質(zhì)≤Cu≤PMnBiPbSPO總和二號銅T299．90——0．0020．0050．005—0．060．1四號銅T499．50——0．0030．050．01—0．10．5二號無氧銅TU299．95——0．0020．0050．0050．0030．0030．05磷脫氧銅TP99．500．01～0．04—0．0030．010．01—0．010．4920921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能表8-2320921-8a表8-23純銅的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)錳脫氧銅TMn99．60—0．1～0．30．0020．0070．0050．003—0．3020921-8a表8-23純銅的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)20921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能表8-24純銅的物理性能密度

/(g/c)熔點(diǎn)

/℃熱導(dǎo)率

/［W/(m·K)］比熱容

/［J/(g·K)］電阻率

/(1Ω·m)線膨脹系數(shù)

/(1/K)表面張力系數(shù)

/(1N/cm)8．9410833910．3841．6816．8130020921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能表8-2420921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能表8-25純銅的力學(xué)性能材料狀態(tài)抗拉強(qiáng)度

/MPa屈服強(qiáng)度

/MPa延伸率

(%)斷面收縮率

ψ(%)軟態(tài)(軋制并退火)196～23568．65075硬態(tài)(冷加工變形)392～490372．463620921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能表8-2520921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能2.黃銅20921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能2.黃銅20921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能表8-26常用黃銅的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)材料

名稱牌號CuZnSnMnAlSi其他雜質(zhì)≤20921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能表8-2620921-8a表8-26常用黃銅的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)壓力

加工

黃銅H6867．0～70．0余量—————0．3HMn58?257．0～60．0—1．0～2．0———HFe59?1?157．0～60．00．3～0．70．5～0．80．1～0．4—Fe：0．6～1．2HSi80?379．0～81．0———2．5～4．0—鑄造

黃銅ZHAlFeMn

66?6?3?264．0～68．0—1．5～2．56．0～7．0—Fe：2．0～4．0ZHMnFe55?353．0～68．0—3．0～4．0——Fe：0．5～1．5ZHSi80?379．0～81．0———2．5～4．5—ZHMn58?2?257．0～60．0—1．5～2．5——Pb：1．5～2．520921-8a表8-26常用黃銅的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(20921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能表8-27黃銅的常溫力學(xué)性能及物理性能牌號材料

狀態(tài)力學(xué)性能物理性能

/MPa

(%)密度

/(g/c)線膨脹系數(shù)

/(1/K)熱導(dǎo)率

/［W/(m·K)］電阻率

/(1Ω·m)熔點(diǎn)

/℃H68軟態(tài)313558．519．9117．046．8932硬態(tài)6463ZHSi

80?3—245108．317．041．8—900—2941520921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能表8-2720921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能3.青銅20921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能3.青銅20921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能表8-28常用青銅的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)材料

名稱牌號CuSiMnAlSi其他雜質(zhì)≤20921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能表8-2820921-8a表8-28常用青銅的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)壓力

加工

青銅QSn6．5?0．4余量6．0～7．0———P：0．3～0．40．1QAl9?2—1．5～2．58～10——QSi3?1—1．0～1．5—2．75～3．5—鑄造

青銅ZQSnP10?19．0～11．0———P：0．8～1．2ZQAlMn9?28．0～10．01．5～2．58～10——ZQAlFe9?4——8～10—Fe：2～420921-8a表8-28常用青銅的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(20921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能表8-29青銅的常溫力學(xué)性能及物理性能材料

名稱牌號材料

狀態(tài)力學(xué)性能物理性能

/MPa

(%)密度

/(g/c)線膨脹系數(shù)

/(1/K)熱導(dǎo)率

/［W/(m·K)］電阻率

/(1Ω·m)熔點(diǎn)

/℃錫青銅QSn

65?0．4軟態(tài)343～44160～708．819．150．1617．6995硬態(tài)686～7847．5～1220921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能表8-2920921-8a表8-29青銅的常溫力學(xué)性能及物理性能鋁青銅QAl9?4軟態(tài)490～588407．516．258．52121040硬態(tài)784～9805ZQAl9?4—392107．618．158．5212．41040—294～49010～20硅青銅QSi3?1—343～39250～608．415．845．98151025—637～7351～520921-8a表8-29青銅的常溫力學(xué)性能及物理性能鋁青20921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能4.白銅20921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能4.白銅20921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能表8-30典型白銅的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)牌號CuMnNi+CoFe雜質(zhì)≤B10余量0．5～1．09～110．5～1．00．5B3029～33—20921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能表8-3020921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能表8-31典型白銅的常溫力學(xué)性能和物理性能牌號材料

狀態(tài)力學(xué)性能物理性能

/MPa

(%)密度

/(g/c)線膨脹系數(shù)

/(1/K)熱導(dǎo)率

/［W/(m·K)］電阻率

/(1Ω·m)熔點(diǎn)

/℃B10軟態(tài)30025——30．93—1149硬態(tài)3408B30軟態(tài)372258．91647．20421230硬態(tài)490620921-8a8.3.1銅及銅合金的種類和性能表8-3120921-8a8.3.2銅及銅合金的焊接性分析1.難于熔化及成形20921-8a8.3.2銅及銅合金的焊接性分析1.難于20921-8a8.3.2銅及銅合金的焊接性分析表8-32銅與鐵的熱物理性能參數(shù)的比較金屬熱導(dǎo)率/［W/(cm·℃)］線膨脹系數(shù)/(1/℃)收縮率(%)20℃1000℃20～100℃Cu3．843．2716．44．7Fe0．550．2914．22．020921-8a8.3.2銅及銅合金的焊接性分析表8-3220921-8a8.3.2銅及銅合金的焊接性分析2.熱裂傾向大圖8-13銅的力學(xué)性能與溫度的關(guān)系20921-8a8.3.2銅及銅合金的焊接性分析2.熱裂20921-8a8.3.2銅及銅合金的焊接性分析圖8-14銅-氧相圖20921-8a8.3.2銅及銅合金的焊接性分析圖8-1420921-8a8.3.2銅及銅合金的焊接性分析3.氣孔嚴(yán)重圖8-15氫在銅中的溶解度與溫度的關(guān)系20921-8a8.3.2銅及銅合金的焊接性分析3.氣孔20921-8a8.3.2銅及銅合金的焊接性分析8-15.TIF20921-8a8.3.2銅及銅合金的焊接性分析8-15.20921-8a8.3.2銅及銅合金的焊接性分析4.接頭性能下降

(1)塑性嚴(yán)重變壞焊縫與熱影響區(qū)晶粒變粗、各種脆性的易熔共晶出現(xiàn)于晶界，使接頭的塑性和韌性顯著下降。

(2)導(dǎo)電性下降銅中任何元素的摻入都會使其導(dǎo)電性下降。

(3)耐蝕性能下降銅合金的耐蝕性能是依靠鋅、錫、錳、鎳、鋁等元素的合金化而獲得的，熔焊過程中這些元素的蒸發(fā)和氧化燒損都會不同程度地使接頭耐蝕性下降。20921-8a8.3.2銅及銅合金的焊接性分析4.接頭20921-8a8.3.3銅及銅合金的焊接工藝要點(diǎn)1.焊接材料

(1)焊絲及焊條銅及銅合金熔焊所用的焊接材料有焊絲(棒)、焊條和焊劑，表8-33是銅及銅合金焊絲的化學(xué)成分及性能。20921-8a8.3.3銅及銅合金的焊接工藝要點(diǎn)1.焊20921-8a8.3.3銅及銅合金的焊接工藝要點(diǎn)表8-33銅及銅合金焊絲的成分和性能牌號名稱主要化學(xué)成分

(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)熔點(diǎn)

/℃接頭抗拉

強(qiáng)度/MPa主要用途HSCu201

(SCu?2)純銅焊絲1．1Sn,0．4Si,0．4Mn,余為Cu1050≥196純銅的氬弧焊、氣焊(配用CJ301)、埋弧焊(配用HJ431或HJ150)HSCu202

(SCu?1)低磷銅焊絲0．3P,余為Cu1060≥196純銅氣焊及碳弧焊(配用氣體焊劑)HSCu220

(SCuZn?2)錫黃銅焊絲5．9Cu,1Sn,余為Zn886—黃銅的氣焊和氬弧焊20921-8a8.3.3銅及銅合金的焊接工藝要點(diǎn)表8-320921-8a表8-33銅及銅合金焊絲的成分和性能HSCu221

(SCuZn?3)錫黃銅焊絲60Cu,1Sn,0．3Si,余為Zn890≥333黃銅的氣焊和碳弧焊HSCu222

(SCuZn?4)鐵黃銅焊絲58Cu,0．9Sn,0．1Si,0．8Fe,余為Zn860≥333黃銅的氣焊和碳弧焊HSCu224

(SCuZn?5)硅黃銅焊絲62Cu,0．5Si,余為Zn905≥330黃銅的氣焊和碳弧焊(配用氣體焊劑)非國標(biāo)

(SCuAl)鋁青銅焊絲7～9Al,2Mn,余為Cu——鋁青銅的TIG和MIG焊或焊條電弧焊的焊芯20921-8a表8-33銅及銅合金焊絲的成分和性能HSC20921-8a表8-33銅及銅合金焊絲的成分和性能非國標(biāo)

(SCuSi)硅青銅焊絲3．1Si,1．25Mn,余為Cu——硅青銅及黃銅的TIG和MIG焊非國標(biāo)

(SCuSn)錫青銅焊絲7～9Sn,0．25P,余為Cu——錫青銅的TIG焊或焊條電弧焊用焊芯20921-8a表8-33銅及銅合金焊絲的成分和性能非國標(biāo)20921-8a8.3.3銅及銅合金的焊接工藝要點(diǎn)(2)焊劑氣焊通用的焊劑主要有硼酸鹽、鹵化物或它們的混合物，如表8-34所示。20921-8a8.3.3銅及銅合金的焊接工藝要點(diǎn)(2)20921-8a8.3.3銅及銅合金的焊接工藝要點(diǎn)表8-34銅及銅合金焊接用焊劑牌號化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)熔點(diǎn)/℃應(yīng)用范圍NBNaFNaClKClAlPLiAlCJ30117．577．5———5—650銅及銅合金氣焊CJ401——7．5～927～3049．5～52—13．5～15560青銅的氣焊20921-8a8.3.3銅及銅合金的焊接工藝要點(diǎn)表8-320921-8a8.3.3銅及銅合金的焊接工藝要點(diǎn)2.接頭設(shè)計(jì)圖8-16接頭形式及坡口尺寸20921-8a8.3.3銅及銅合金的焊接工藝要點(diǎn)2.接20921-8a8.3.3銅及銅合金的焊接工藝要點(diǎn)3.焊接方法及工藝

(1)氣焊氧乙炔氣焊比較適合焊接薄銅片、銅件的修補(bǔ)或不重要結(jié)構(gòu)的焊接。

(2)氬弧焊TIG焊是銅和銅合金的主要焊接方法之一，適于中﹑薄板和小件的焊接和補(bǔ)焊。

(3)埋弧焊埋弧焊焊接銅及銅合金時(shí)，厚度小于20mm的工件在不開坡口的條件下可獲得優(yōu)質(zhì)接頭，特別適合于中厚板的長焊縫焊接。20921-8a8.3.3銅及銅合金的焊接工藝要點(diǎn)3.焊20921-8a8.3.3銅及銅合金的焊接工藝要點(diǎn)(4)等離子弧焊等離子弧具有比TIG和MIG電弧更高的能量密度和溫度，因而具有焊接速度快﹑熱影響區(qū)及變形量小等優(yōu)點(diǎn)。

(5)電子束焊電子束的能量密度和穿透能力比等離子弧還強(qiáng)，利用它對銅及銅合金作穿透性焊接有很大的優(yōu)越性。20921-8a8.3.3銅及銅合金的焊接工藝要點(diǎn)(4)20921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接1.純銅母線的焊接

(1)材質(zhì)與結(jié)構(gòu)母線主要指的是在發(fā)電廠、電解工程中用于傳導(dǎo)大電流的初級導(dǎo)線，一般厚度均在10mm以上，母線截面有300mm×16mm、200mm×12mm、200mm×16mm、200mm×28mm等多種尺寸，單根母線長短不等。20921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接1.純銅母20921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接表8-35純銅T1的化學(xué)成分元素CuPMnBiPbSPO質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)99．95——0．0020．0050．0050．0010．0220921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接表8-3520921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接(2)焊接材料純銅母線的焊接填充材料可以用母材本身，也可以用HS201焊絲，有棒狀和盤裝兩種，可用于鎢極氬弧焊和埋弧焊，其化學(xué)成分見表8-36。20921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接(2)焊接20921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接表8-36HS201焊絲的化學(xué)成分元素SiMnSnCu質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)0．30．31．0余量20921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接表8-3620921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接(3)焊接方法及工藝對于大截面尺寸的純銅母線，可用的焊接方法有鎢極氬弧焊和埋弧焊等。

1)鎢極氬弧焊。

2)埋弧焊。20921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接(3)焊接20921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接圖8-17船用螺旋槳損傷情況示意圖20921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接圖8-1720921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接2.黃銅螺旋槳的焊補(bǔ)

(1)材質(zhì)與結(jié)構(gòu)螺旋槳是船上的一個(gè)重要部件，所用的材料一般有錳黃銅、錳鋁青銅和鋁青銅。20921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接2.黃銅螺20921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接表8-37錳黃銅的化學(xué)成分元素CuMnFeZn質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)58．23．560．1637．620921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接表8-3720921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接(2)焊接要點(diǎn)焊接坡口采用X形，坡口角度60°～80°。20921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接(2)焊接20921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接表8-38T227(ECuSn-B)焊條焊芯的化學(xué)成分元素CuSnP質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)余量7．9～9．00．03～0．320921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接表8-3820921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接1.論述不同類型鋁合金焊接熱裂紋的敏感性及其防止措施。

2.為什么鋁及鋁合金焊接時(shí)易產(chǎn)生氣孔?如何防止?

3.鋁及鋁合金焊接熱影響區(qū)的軟化程度與哪些因素有關(guān)?如何控制?

4.焊接不同類型的鋁合金時(shí)，如何選擇焊接材料、焊接方法及工藝參數(shù)?

5.鈦及鈦合金焊接的主要問題是什么?

6.為什么鈦及鈦合金焊接中必須加強(qiáng)保護(hù)?20921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接1.論述不同20921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接7.焊接鈦及鈦合金時(shí)，如何選擇焊接材料、焊接方法及工藝參數(shù)?

8.銅及銅合金焊接的主要問題是什么?

9.論述銅及銅合金焊接氣孔的類型及形成原因。

10.焊接不同類型的銅合金時(shí)，如何選擇焊接材料、焊接方法及工藝參數(shù)?

一、基本信息

二、您對本書的意見和建議

三、您對我們的其他意見和建議20921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接7.焊接鈦及20921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接100037北京百萬莊大街22號·機(jī)械工業(yè)出版社·高等教育分社馮春生收20921-8a8.3.4典型銅及銅合金的焊接10003720921-8a第8章有色金屬的焊接8.1鋁及鋁合金的焊接

8.2鈦及鈦合金的焊接8.3銅及銅合金的焊接

20921-8a第8章有色金屬的焊接8.1鋁及鋁合金的焊20921-8a8.1鋁及鋁合金的焊接鋁及其合金不但具有高的比強(qiáng)度、比模量、疲勞強(qiáng)度和耐腐蝕穩(wěn)定性，而且具有良好的成形性能和焊接性能，從而成為航空、航天、船舶、鐵路及武器裝備等工業(yè)中廣泛應(yīng)用的有色金屬結(jié)構(gòu)材料。20921-8a8.1鋁及鋁合金的焊接鋁及其合金不但具有高20921-8a8.1.1鋁及鋁合金的種類和性能1.鋁及鋁合金的種類

2.變形鋁合金的成分及性能20921-8a8.1.1鋁及鋁合金的種類和性能1.鋁及20921-8a8.1.1鋁及鋁合金的種類和性能表8-1典型變形鋁合金的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)牌號AlCuMnMgZnCrNiTiZrSiFe其他1A9799．970．005———————0．0150．015—1A8599．850．01———————0．080．10—107099．700．040．030．030．04——0．03—0．200．25V:0．05105099．500．050．050．050．05——0．03—0．250