铜及铜合金的焊接

1. 紫铜的导热率高。常温下紫铜的导热系数比碳钢约大 8 倍，要把紫铜焊件局部加热到熔化温度比较困难，因此在焊接时要采用能量集中的热源。

2. 铜及铜合金焊接时常会出现裂缝。裂缝的位置在焊缝、熔合线及热影响区。裂缝呈晶间破坏，从断面上可看到明显的氧化色。

焊接结晶过程中，微量氧与铜形成 Cu 2 O ，并与α铜组成低熔点共晶（α +Cu 2 O ），其熔点为 1064 ℃。铅不溶于固态铜，铅与铜生成熔点约 326 ℃的低熔点共晶体。高温下的铜及铜合金接头在焊接内应力的作用下，在焊接接头的脆弱部位形成裂纹。另外，焊缝中的氢也可导致裂纹。

3. 铜及铜合金的焊缝中常会出现气孔。纯铜焊缝金属中的气孔主要是由氢气引起的。当纯铜中溶解有 CO 气体时，也可能由水汽及由一氧化碳和氧反应生成的 CO 2 气体引起气孔。

铜合金焊接时的气孔形成倾向比纯铜要大得多。一般气孔分布在焊缝中心及接近熔合线处。

4. 纯铜及铜合金焊接时，存在着接头力学性能降低的倾向。在铜合金的焊接过程中会发生铜的氧化及合金元素的蒸发、烧损现象。低熔点的共晶及各种焊接缺陷导致焊接接头强度、塑性、耐蚀性及导电性降低。

1. 紫铜的导热率高。常温下紫铜的导热系数比碳钢约大 8 倍，要把紫铜焊件局部加热到熔化温度比较困难，因此在焊接时要采用能量集中的热源。

2. 铜及铜合金焊接时常会出现裂缝。裂缝的位置在焊缝、熔合线及热影响区。裂缝呈晶间破坏，从断面上可看到明显的氧化色。

焊接结晶过程中，微量氧与铜形成 Cu 2 O ，并与α铜组成低熔点共晶（α +Cu 2 O ），其熔点为 1064 ℃。铅不溶于固态铜，铅与铜生成熔点约 326 ℃的低熔点共晶体。高温下的铜及铜合金接头在焊接内应力的作用下，在焊接接头的脆弱部位形成裂纹。另外，焊缝中的氢也可导致裂纹。

3. 铜及铜合金的焊缝中常会出现气孔。纯铜焊缝金属中的气孔主要是由氢气引起的。当纯铜中溶解有 CO 气体时，也可能由水汽及由一氧化碳和氧反应生成的 CO 2 气体引起气孔。

铜合金焊接时的气孔形成倾向比纯铜要大得多。一般气孔分布在焊缝中心及接近熔合线处。

4. 纯铜及铜合金焊接时，存在着接头力学性能降低的倾向。在铜合金的焊接过程中会发生铜的氧化及合金元素的蒸发、烧损现象。低熔点的共晶及各种焊接缺陷导致焊接接头强度、塑性、耐蚀性及导电性降低。

铜及铜合金的焊接方法很多，如气焊、碳弧焊、焊条手工焊、钨极氩弧焊、埋弧焊、等离子焊等。它们各有不同的应用场合，必须根据铜及铜合金的种类、焊件厚度、产品结构形状、生产条件、对焊接生产率、接头质量要求等加以选择。

铜及铜合金的焊接材料，主要指填充焊丝、焊条及焊粉。

1. 填充焊丝 在气焊、碳弧焊、钨极氩弧焊时，需要手工添加填充焊丝。焊丝是按化学成分分类的，各种焊丝的编制方式是以“丝”字拼音的第一个字母“ S ”为牌号，“ S ”字后面用化学元素符号表示焊丝的主要成分，化学符号后面的数字表示顺序号。国产铜及铜合金焊丝的牌号及化学成分见表 1 。

2. 焊粉 在气焊、碳弧焊时，熔池金属的表面容易氧化生成 Cu 2 O ，由于氧化亚铜的存在，往往引起焊缝气孔、裂纹、夹渣等缺陷。

向焊缝熔池导入铜焊粉后，由铜焊粉中的化合物与氧化亚铜反应，促使氧化亚铜还原成易熔的液体熔渣，它浮于熔池及热影响区表面，以防止焊缝金属免受氧化。

常用铜焊粉的牌号是气剂 301 ，焊缝的组成为硼酸 76 ～ 79% 、硼砂 16.5 ～18.5%、磷酸铝4～5.5%，熔点650℃。

铝青铜气焊、碳弧焊时可采用气剂401，其熔点为560℃。气剂401呈碱性反应，能有效破坏Al 2 O 3 薄膜，但该焊粉吸湿、潮解性强，容易引起接头腐蚀，因此在焊后必须将焊缝表面及其两侧的熔渣、残留的焊粉彻底清洗干净。

3. 焊条  铜焊条分为紫铜、青铜两类，目前应用较多的是青铜焊条。青铜焊条除了可以用来焊接各种青铜、黄铜外，还可以用来堆焊轴承等承受金属间摩擦、磨损和耐海水腐蚀的零件，以及容易产生裂缝的铸铁件的焊补等。

铜107为紫铜焊条。这种焊条对大气及海水等介质具有良好的耐腐蚀性，常用于脱氧紫铜及无氧紫铜的焊接。

青铜焊条的种类有铜207、铜227、铜237等。铜207是焊接硅青铜用的焊条，也可用以焊接黄铜，其强度、耐腐蚀性及耐磨性均比铜107好，但在350℃以上的温度下，有热脆性倾向，容易引起焊缝裂纹。