高焊工艺第一章特殊金属材料的焊接(5)

2018-12-15 17:45

? 课时安排: 2课时(90分钟) ? 教学方法: 讲授、举例、探究 ? 旧课复习:(5分钟)

1、铝及铝焊接易出现的问题解决措施。

? 引入新课:(5分钟)

铜及铜合金的应用。举例说明铜及铜合金焊接情况,及铜工件失效形式的焊补。

§1-3铜和铜合金的焊接

一、铜和铜合金的基础知识(15分钟)

根据铜及铜合金的成分和颜色不同,可分为紫铜、黄

铜、青铜、白铜四大类 1、纯铜 又称为紫铜

1)特点:很高的导电性、导热性、耐蚀性和良好的塑性,但强度较低

导体、散热器、冷凝器、热交换器、耐蚀零件

2)牌号: 纯铜T1→T2→T3→T4 杂质越来越多

TU1 TU2 无氧铜 磷脱氧铜TUP

锰脱氧铜TUMn

2、铜合金

1)黄铜 加工黄铜 H62 H90 HPb59-1 铸造黄铜 ZCuZn16Si4 ①组成 铜锌合金

②特点 导电性比紫铜差,强度、硬度和耐蚀性高,机械

性能和铸造性能好,成本低,应用广泛

③应用 压力加工黄铜H68 弹壳 冷凝器

提问上次课知识点,加深印象。

举例:一般铜焊接的应用

讲授铜的分类、应用及物理、机械性能

H62 散热器、垫圈、弹簧

铸造用黄铜 轴承、衬套、铸造配件、齿轮

2)白铜

①组成 铜镍合金

②特点 结构白铜:力学性能和耐腐蚀性较好 用于制造精密机械,化工机械,船舶零件。 电工白铜:特殊的热电性能

用于精密电工测量仪器,变阻器,热电偶等。

3)青铜 (人类最早应用的合金)

①组成 除镍和锌之外的元素与铜形成的合金 铝青铜、锡青铜、硅青铜、铍青铜

②特点 高的耐磨性、良好的力学性能、铸造性能和耐

腐蚀性能,应用也很广泛

③应用 工业上应用最多,各种耐磨耐、腐蚀(酸、碱、

蒸汽等)零件。

轴瓦套、阀体、泵壳、蜗轮等 二、铜和铜合金的焊接性(20分钟)

焊接最多是紫铜和黄铜,青铜多为铸件焊补,白铜应用少。 1、难熔合易变形 导热性高(比铁大7倍),局部难熔化,必须用功率大、热量集中的热源。线膨胀系数(比铁大15%)收缩率(大铁一倍)较大,导热好,所以变形大。 2、铜的氧化 常温不易被氧化,温度越高越易氧化 Cu2O,Cu2O与Cu生成低熔点共晶体所以铜的焊接接头性能低于工件

3、气孔 焊接的主要问题 比钢严重 1)直接原因 导热性高,冷却速度快

提问:同学们对青铜的了解 讲授青铜的历史及应用,激发同学们的听课兴趣

分析通的性质,引出铜焊接易出现的问题

根本原因 气体溶解度随温度降低而急剧下降 2)气孔类型 扩散氢气孔

水蒸气气孔(反应气孔)

Cu2O高于1200℃溶解,低于1200℃析出,与氢反应 Cu2O+2H→2Cu+H2O↑ Cu2O+CO→2Cu+CO2↑ 3)防止产生气孔的措施

①焊前认真清理工件 ,焊条和焊剂进行烘干使用 ②加强焊缝脱氧:加入硅、铝、钛、锰 ③延长熔池存在时间 4、热裂纹(易产生) 1)产生原因

①焊接应力与变形大 ②低熔点共晶物存在 ③晶粒粗大

2)解决方法:①采用热量集中的焊接方法,控制热输入,

减少应力。

②限制氧O、硫S、铋Bi、铅Pb的含量,增强脱氧能力。

③选用获得双相组织的焊接材料

5、接头性能下降

原因:合金元素氧化蒸发,杂质侵入,焊缝热影响区晶粒

粗大,焊接缺陷,造成接头强度、塑性、导电性、耐蚀性低于母材。

措施:减弱热输入,消除应力处理,合适的焊接材料,控

制杂质含量。

通过化学式探究气孔的生成机理

结合钢焊接接头性能讲解铜的接头性能及原因

三、铜和铜合金的焊接(30分钟) 1、紫铜

1)气焊 薄件、铜件修补或不重要结构

①焊丝、焊剂:丝201或丝202、基本金属剪条

气剂301

②气焊工艺:焊前清理

预热 HS201 δ<3mm为150-300℃ δ>3mm为350-500℃ HS202 小尺寸400-500℃ 大尺寸600-700℃

火焰选中性焰,大火焰能率

③注意事项: 焊接层数越少越好,最好进行单道焊

焊后锤击焊接接头 对于厚度小于5mm,冷态锤击;较厚的焊件可在焊后冷至250-350℃时锤击

锤击后加热到550-650℃,水中急冷,提高塑性韧性。

2)手工电弧焊

①焊条:铜107(纯铜)铜227(磷青铜),电源直流反接 ②工艺:焊前预热 同气焊

短弧,不横向摆动,焊后锤击 3)钨极氩弧焊

①焊丝焊剂:(同气焊)焊丝HS201、HS202、紫铜丝 焊剂气剂301 用无水酒精调糊状刷在坡口 ②极性:直流正接 2、黄铜

讲授各种铜的焊接工艺

1)气焊(最常用的焊接方法)

①焊丝和焊剂 :焊丝 丝221、丝222、丝224;气剂301 ②气焊工艺 :焊前清理,焊前预热

火焰选轻微氧化焰(硅氧化,防止锌蒸发) 焊后550-650℃退火

2)手工电弧焊

①焊条 :不选黄铜焊芯焊条,选青铜芯 铜227、铜237 ②工艺 同紫铜

3)氩弧焊 同紫铜相似(焊丝选青铜丝) 3、青铜的焊补

一般是焊补,焊接性比纯铜和黄铜好。 焊条:锡青铜T227 铝青铜T237

氩弧焊:焊丝合金高于母材,用硫酸(15%)加氯化铵(6%)

水溶液清洗,热水洗净。电源直流正接。

焊后放入炉中缓冷,防止裂纹。 ? 课堂小结:(10分钟)

一、铜及铜合金的分类、应用、性能 二、铜及铜合金的焊接性 三、铜及铜合金的焊接 ? 布置作业:(5分钟)

1、铜及铜合金的分类、应用、性能

2、焊接铜易出现问题

进行小结,明确学习要点,加深记忆

布置课下作业,帮助学生理解、记忆知识点


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