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紫銅彎頭在搬運(yùn)和長(zhǎng)期使用中，難免會(huì)遇到老化、腐蝕導(dǎo)致銅管斷裂，通常采用焊接來(lái)修復(fù)。紫銅管彎頭及紫銅合金具有獨(dú)特的物理性能，因而它的焊接性有別于鋼和鋁。






(1)難熔合焊縫成形能力差


紫銅管彎頭的導(dǎo)熱率在20℃時(shí)比鐵的大7倍多，1000℃時(shí)大11倍多。焊接時(shí)熱量迅速向加熱區(qū)傳出去，使加熱范圍擴(kuò)大，焊件厚度越大，散熱越嚴(yán)重。焊接區(qū)難以達(dá)到熔化溫度，所以母材和填充金屬難熔合。銅在熔化溫度時(shí)，表面張力比鐵小1/3，流動(dòng)性比鋼大l～l.5倍。因此，表面成形能力差。


(2)焊接應(yīng)力與變形大


銅的膨脹系數(shù)比鐵大15％，而收縮率比鐵大1倍以上，又由于空調(diào)銅管彎頭的導(dǎo)熱能力強(qiáng)；冷卻凝固時(shí)，變形量大。當(dāng)焊接剛性大的焊件或焊接變形受阻時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生很大的焊接應(yīng)力，成為導(dǎo)致焊接裂紋的力學(xué)原因。


(3)易產(chǎn)生熱裂紋


紫銅彎頭在焊縫和熱影響區(qū)上都可能產(chǎn)生熱裂紋，主要原因是銅在液態(tài)下易氧化生成氧化亞銅，它溶于液態(tài)銅而不溶于固態(tài)銅，冷凝過(guò)程中與銅生成熔點(diǎn)略低于銅的Cu2O+Cu共晶（熔點(diǎn)為1064℃）。 銅中若有雜質(zhì)鉍（Bi）和鉛（Pb）等，在熔池結(jié)晶過(guò)程中也生成低熔點(diǎn)共晶Cu十Bi（熔點(diǎn)270℃）、Cu+Pb（熔點(diǎn)326℃），這此共晶物分布在焊縫金屬的枝晶間或晶界處。當(dāng)焊縫處于高溫時(shí)，熱影響區(qū)的低熔共晶物重新熔化，在焊接應(yīng)力作用下，在焊縫或熱影響區(qū)上就會(huì)產(chǎn)生熱裂紋。




(4)易產(chǎn)生氣孔


紫銅彎頭及銅合金熔焊時(shí)，焊縫產(chǎn)生的氣孔比焊接鋼時(shí)嚴(yán)重得多。這與銅及銅合金的冶金特性和物理特性有關(guān)。從冶金特性方面，焊接時(shí)銅中存在有溶解性氣體和氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的氣體。氫在銅中的溶解度與溫度有關(guān)，隨溫度升降而增減，當(dāng)銅處于液-固態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)，有一突變，見(jiàn)圖7-8-1。說(shuō)明冷凝過(guò)程要析出大量擴(kuò)散性氫；熔池中的Cu2O在凝固時(shí)因不溶于銅而析出，便與氫或CO反應(yīng)生成水蒸汽或CO2氣體，因不溶于銅而逸出。


從物理特性方面，銅的熱導(dǎo)率比鐵大7倍以上，焊縫金屬的結(jié)晶速度很大，在這種條件下氫的擴(kuò)散逸出和水、二氧化碳上浮極為困難，往往是來(lái)不及逸出和上浮便形成了氣孔。


(5)接頭性能


由于空調(diào)紫銅管彎頭及銅合金一般不發(fā)生相變，焊縫和熱影響區(qū)晶粒易長(zhǎng)大；各種脆性地低熔共晶出現(xiàn)于晶界，其結(jié)果使接頭的塑性和韌性顯著下降，并且銅合金的耐腐蝕性是依賴于鋁、鋅、錳、鎳等含金元素的加入，這些含金元素在焊接過(guò)程中蒸發(fā)、燒損，都不同程度上使接頭的耐腐蝕性能下降。




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