止水铜片的焊接方法及焊接时存在的主要问题

紫铜在焊接时存在的主要问题   

1．焊透性差，易变形

  紫铜的导热率在室温时比低碳钢约大8倍，在1000时要大10倍，使得焊接区不容易加热到熔点，致使母材难以熔化，填充金属和母材不能很好熔合，产生未焊透和未熔化现象。因此，焊接时要使用大功率热源(火焰能率高)，通常在焊接前还需采取预热措施。另一方面，紫铜的线膨胀系数比低碳钢要大50％以上，由液态转变为固态时收缩率也较大，再加上铜的导热能力好，使焊缝热影响区宽，如果工件刚度不大，又无防变形措施，在焊件焊后就会产生严重的变形。 

2．易氧化

焊接接头机械性能低。铜在常温下不容易氧化，但当温度升高到300以上时，其氧化能力便很快增大。当温度接近熔点时，其氧化能力强，生成氧化亚铜(Cu2O)。在焊缝金属结晶时，氧化亚铜和铜会形成低熔点共晶体(1064)，分布在铜的晶界上，使焊接接头力学性能大为降低，其强度可降低到只有母材的1／2～1／3。又由于铜是单相组织，没有同素异构转变，也没有重结晶和细化晶粒的作用，因此，焊后焊缝金属都是粗大的晶粒组织，所以也造成了焊后焊缝的机械性能一般低于基本金属，尤其是接头部分的塑性和韧性，降低更为明显。 

  3．气孔

 气孔是铜焊接时的一个主要问题。大量试验研究和生产实践表明，紫铜焊缝对氢气孔的敏感性比低碳钢焊缝要高得多。其原因是：一方面铜的导热系数高，使得铜焊缝的结晶凝固过程特别快，因而在高温时所溶解在焊缝中的氢不易上浮逸出，就在焊缝中形成气孔；另一方面，试验表明，铜在高温时吸收氢量的能力比低碳钢也大得多，这也是为什么铜对氢气孔特别敏感的原因。 

   4．裂纹

  紫铜在焊接时，在焊缝和近缝区内产生的裂纹，其中常见的是热裂纹。热裂纹的倾向与两个因素有关：一是焊缝中杂质的影响；一是焊接过程中所产生的应力。铜在高温时易氧化成氧化亚铜，在凝固时，氧化亚铜不溶于固体铜中，因此析出的氧化亚铜与铜形成脆性的共晶体分布于晶界上，使铜变脆，易形成裂纹。此外，铅(Pb)和铋(Bi)也是铜的主要有害杂质，它们几乎不溶于铜，在结晶时析出并与铜形成低熔点共晶体，即使在焊缝中含量很低也会形成裂纹。