锡青铜与45钢的焊接_中华文本库
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９６中国工程建设焊接协会第八届年会论文集
焊接技术第３０卷增刊２００１年９月
文章簟号：Ｉ（ｘ）２－０２５Ｘ（２００１）ＳＯ－００９６－０
美ｔ词：簪青铜：４５铜中豳分类号：ＴＣ４４４
锡青铜与４５。钢的焊接
（中国棱工业第二三建设公司，河北三河０６５２０１）
焊接；技术
文黛标识码：Ｂ
１镭青铜与４５钢的焊接特点
话塞材质为６５－０．１锝青铜。铜的导热能力强，熔态时表面张力小，流动性大。铜和铜合金膨胀系数较大，热影响区较宽．焊缝玲却凝固时产生较大的收缩应力．易使焊缝及熔合区产生裂纹。铜在渡态时能溶解大量氢气，但冷却和凝固过程中藩解度大大降低，而铜导热极快，焊缝结晶速度也很快，因此过剩氢来不及远出．就在焊缝不熔合区聚集后形成气孔。另外高温时氧化亚铜与气体弛、ＣＯ反应生成不溶于铜的水蒸汽和ｃ０２气体。若这些气体在焊毽金属凝固时来不及选出．也会在焊缝中形成气孔。焊接铜和铜合金时，会发生合金元素ｓｎ、ＡＩ、Ｍｎ的蒸发和烧坏现象，降低了合金元素含量。生成的ＥｔｈＯｓ与锕形成低熔共晶体，削弱了金属的晶界破坏力，且生成的脆硬夹杂物ＡｈＯ，及ｓｉ仉会导致未焊透等缺陷，使焊接接头强度及塑性降低。在锝青铜的焊接时，由于结晶问隔宽和偏折严重，易产生结晶裂纹。
活塞杆为４５钢，碳当量较高．且焊接接头部位处于高应力状态中，对焊接工艺的实旌提出了较高的要求。主要问题一是容易在焊缝中产生气孔和热裂纹，尤其在根部第一道焊缝，母材熔台比较大，承受应力的能力差，产生气孔和热裂纹的敏感性很强；二是在焊接接头的热影响区容易产生低塑性的淬硬组织，加之厚壁管的结构刚性大，容易导致冷裂纹的产生。
２焊酋准备２．１焊材的选择
使用与母材同牌号厚度为３ｕ呻的６５－０．１锡青铜板，用剪板机将锅青铜板剪成３—４Ⅲｍ宽的锅青铜条。钨极选用直径为４ｍⅢ的钍钨极，保护气体为纯度９９．９％的工业氢气，采用铜焊剂
３０１焊耪，其中＂（硼砂）＝１６．％一１８．％，埘｛硼酸）＝７６％～
７９％，ｗ（磷酸）＝４％一４．５％。２．２焊接设备的选择
选用逆变电弧焊机，型号为ＺＸ，一４００８１＂。诙机逆变直流输出可满足焊材直流焊接的要求。
预热温度及预热方法的选择
焊前的预热可使工件获得足够的热量，保ｉ正焊接成形良好及
气体的充分选出。经过多次试验，把预热的方向主要集中在４，８０的锝青铜活塞侧，用氧乙炔烤把在锝青铜活塞侧均匀转动加热。铜的导热能力强向４５钢活塞杆过渡热量，这样就使预热温度均匀
化。温度控制在５５０—６００℃范围内。预热时，电弧比较稳定，且
发出柔和的“吱吱”声．焊缝外观检查，无裂纹现象。
坡口和焊口表面的处理
在焊接前，用刮刀和锉刀将活塞杆坡口两侧３０哪内表
面的杂质清除干净，再用丙酮清洗坡口表面。同时在焊前必须清除焊丝表面的油污、水份、氧化物及其它杂质。将锡青铜焊丝置于Ｗ（硝酸）＝３５％～４５％或”（硫酸）＝１０％一１５％的水溶液中侵蚀２～３ｍｌｒｔ；或用钢丝轮清除氧化皮，直到露出金属光泽，再用丙酮清洗处理好的焊丝。
１焊接工艺参数的选择
襄ｌ焊接工艺参数
Ｉ焊接电流
材料ｌ怒■ｌ怒Ｈ啦／Ａ
ｉ；铡预热／＇温Ｅ度
篱瞩””一糍钨撮『４
０同母矧３－４值制１７９—
３．２焊接操作技术
将坡口扭紧，固定好焊口后，用丙酮重新清洗坡口和焊丝表面。按照上述的预热温度和方法进行预热。停止预热后快速将铜焊剂３０１焊粉均匀地撒在焊缝上．然后开始施焊。焊接时，由一名工人配合负责转动活塞杆，使焊工在有利的位置上焊接。
为了增大氩气对焊缝和热影响区的保护，选用引２ｍｍ的喷
嘴，直流正接，起弧前提前通气，焊接过程中焊丝被加热的端部自始至终处在氩气的保护之下。
焊接第二层前．认真检查焊缝和热影响区的色泽，将氧化物清理干净，保持道间温度在５００℃左右，在焊缝上均匀撒上铜焊剂３０１焊粉，再开始旌焊。施焊过程与第一层的焊接操作手法相同，特别注意锅青铜活塞一边角上的熔合。
４焊后处理
为减少接头压力，焊接结束后立即对焊缝进行锤击处理。可很好地改善接头性能，减少焊接压力。
６５４）．１锡青铜与４５铜的手工氩弧焊．设备简单，方法简便，适用性能强，但对焊工操作技术要求较高。通过实践此工艺在目睇｝证焊接接头质量要求。
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用埋弧焊焊接δ=32的45号钢，用哪种焊丝和焊剂?具体焊接工艺？
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1、用埋弧焊焊接δ=32的45号钢，可采用的焊丝是H10Mn2，焊剂可采用HJ431。2、工艺：焊前准备：埋弧焊在焊接前必须做好准备工作，包括焊件的坡口加工、待焊部位的表面清理、焊件的装配以及焊丝表面的清理、焊剂的烘干等。①坡口加工坡口加工要求按GB 986—1988执行，以保证焊缝根部不出现未焊透或夹渣，并减少填充金属量。坡口的加工可使用刨边机、机械化或半机械化气割机、碳弧气刨等。②待焊部位的清理焊件清理主要是去除锈蚀、油污及水分，防止气孔的产生。一般用喷砂、喷丸方法或手工清除，必要时用火焰烘烤待焊部位。在焊前应将坡口及坡口两侧各20mm区域内及待焊部位的表面铁锈、氧化皮、油污等清理干净。③焊件的装配装配焊件时要保证间隙均匀，高低平整，错边量小，定位焊缝长度一般大于30mm，并且定位焊缝质量与主焊缝质量要求一致。必要时采用专用工装、卡具。对直缝焊件的装配，在焊缝两端要加装引弧板和引出板，待焊后再割掉，其目的是使焊接接头的始端和末端获得正常尺寸的焊缝截面，而且还可除去引弧和收尾容易出现的缺陷。④焊接材料的清理埋弧焊用的焊丝和焊剂对焊缝金属的成分、组织和性能影响极大。因此焊接前必须清除焊丝表面的氧化皮、铁锈及油污等。焊剂保存时要注意防潮，使用前必须按规定的温度烘干待用。
工会工作者
黄铜焊丝 液体助焊剂 发生器
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会造成母材熔化不足，熔宽增大，同时焊缝余高和熔深略为减小，焊缝变得平坦。电弧活动范围增大后，容易形成“蘑菇形”焊缝，使熔池底部未熔化母材受到电弧直接加表1
焊接规范及其影响焊缝特点 ：当以下规范增大时的影响
焊接电压（伏）
焊接速度（米&#47。表3
不同直径焊丝适用的焊接电流焊丝直径（毫米）
6焊接电流（安）
800~1200电流密度（安/毫米）
28~42临界电流（安）
（5）伸出长度：焊丝伸出长度是指焊丝伸出导电嘴部分的长度，就是导电嘴下端到熔池表面的距离。为了测量方便，一般将导电嘴下端到焊件表面的距离作为伸出长度。伸出导电嘴外的焊丝存在一定电阻，埋弧焊的焊接电流很大，在这部分焊丝上产生的电阻热很大，焊丝受到的电阻热的预热，熔化速度增大，焊丝直径越细或伸出长度越长时，这种预热作用越大。所以，焊丝直径小于3mm时，要严格控制伸出长度；焊丝直径较粗时，伸出长度的影响较小，但也要控制在合适的范围内。伸出长度一般应为焊丝直径的6~10倍。对不锈钢焊丝等电阻较大的材料，伸出长度应小一些，以免焊丝过热。伸出长度太短，电弧容易返烧到导电嘴上，如果导电嘴是铜材制成的时，焊缝会熔入铜而产生裂纹，所以伸出长度不宜过短。2、确定规范时应考虑的因素选择埋弧焊规范的基本原则，是在保证焊缝成形良好，内在质量和接头性能满足要求的前提下，尽可能提高生产率。切不能单纯追求生产率而盲目选用粗焊丝和大焊接电流，必须考虑各种规范之间的配合和每种规范的合理范围。通常要注意以下三方面：（1）焊缝形状系数：每一道焊缝都有一定的熔宽（b）、熔深（t）和余高（h）如下图。它们决定了焊缝截面的基本形状：焊缝是深而窄，或是宽而浅等。为了反映各种不同熔宽和熔深时的焊缝横截面形状，常采用焊缝形状系数（ψ）表示：ψ=b/t焊缝形状系数大的焊缝，其熔宽较熔深大，形状系数小的焊缝，熔宽相对熔深较小。焊缝形状系数过小的焊缝，焊缝深而窄，熔池凝固时，柱状结晶从两侧向中心生长，低熔点杂质不易从熔池中浮出，积聚在结晶交界面上形成薄弱的结合面，在收缩应力和外界拘束应力作用下，很可能在焊缝中心产生结晶裂纹。因此，选择埋弧焊规范时，要注意控制形状系数，一般以1.3~2左右为宜。影响形状系数的主要规范，是焊接电压和焊接电流。焊接电流大时熔深大，这时如不相应增高焊接电压，焊缝形状系数就可能太小。当然，对于一定的焊接电流，过分增高焊接电压也是不必要的，会使焊缝过宽或造成缺陷。埋弧焊时，与焊接电流相应的焊接电压范围见表5 。表5
焊接电流与相应的焊接电压焊接电流（安）
焊接电压（伏）
40~42（2）母材熔合比：埋弧焊缝是由熔化的母材及填充金属组成的，熔化的母材在焊缝中所占的比例称为母材熔合比（r）见上图。Am表示焊缝中母材的熔化面积；At表示焊缝中填充金属的面积。则母材熔合比用下式表示：r=Am/(Am+At)通常母材中的含碳量和硫、磷杂质的含量比焊丝高，合金元素含量与焊丝也有差别。所以母材熔合比大的焊缝，由母材带入焊缝的碳量及杂质量较多；当母材合金元素与焊丝有较大差别时，母材对焊缝成分有较大影响。依据焊接规范的不同，埋弧焊缝的母材熔合比为30%~60%。单道焊缝或多层焊时第一层焊缝，母材熔合比较大，母材容合比对焊缝塑性和韧性有很大影响，对于某些材料，应防止在第一层焊缝中熔入过多的母材，而降低焊缝的抗裂性。埋弧堆焊时，为了减少堆焊层数和保证堆焊层成分，必须减少熔合比。生产中也有采用较大母材熔合比的情况，例如不开坡口埋弧对接焊时，母材熔合比较大，用合金元素含量较低的H08MnA或H08A焊丝，配焊剂431焊接16Mn钢，就可以保证焊缝得到合适的化学成分，保证足够的强度。影响焊缝熔深的不同规范，对母材熔合比也都有影响，减小母材熔合比的常用措施有：减小焊接电流；采用下坡焊或焊丝前倾布置；用正极性焊接；增大焊丝伸出长度；用带极代替丝极堆焊；不开坡口焊接改成开坡口焊接等。（3）线能量：焊接接头的性能除与母材和焊缝的化学成分有关外，还受到焊接加热和冷却过程的影响。焊接时母材受电弧加热的程度，与焊接电弧的功率大小有直接关系，电弧功率是焊接电流和焊接电压的乘积，电弧功率越大，对母材的加热越强烈。但是，母材的加热程度还与电弧移动速度（即焊接速度）有关，焊接速度增大，每段焊缝得到的电弧热量相应减少。可以用线能量综合表示这三个因素的影响。线能量是单位长度焊缝（即焊缝中的任一小段焊缝）得到的电弧热量，用下式可以算出：q=IU/V式中
I — 焊接电流 （安）；
U — 焊接电压 （伏）；
V — 焊接速度 （厘米/秒）
q — 线能量 （焦耳/厘米）。例如，焊接电流700安，焊接电压36伏，焊接速度1厘米/秒（36米/时）时，线能量为25200叫焦耳/厘米。从线能量计算公式可以看出，线能量与焊接电流和焊接电压成正比，与焊接速度成反比。也就是说，焊接电流、焊接电压越高，线能量越大；焊接速度增大时，线能量减小。由于埋弧焊焊接电流和焊接速度能在较大范围中调节，线能量的变化范围比焊条电弧焊大得多。线能量增大时，热影响区增大，过热区明显增宽，晶粒变粗，造成焊接接头的塑性和韧性下降。对于低合金钢，这种影响尤其显著。如果用大线能量焊接不锈钢，会使近缝区在“敏化区”范围停留时间增长，影响焊接接头抗晶间腐蚀的性能。焊接低温钢时，大线能量会造成焊接接头的低温冲击韧性明显降低。所以，埋弧焊时，必须根据母材的性能特点和对焊接接头的要求，选择合适的线能量。，在其他规范不变的条件下，会造成焊接电弧不稳定；相反，焊缝成形不良和脱渣困难。当装配间隙略大时，增高电压有利于焊缝成形。焊接电压过高，电弧对母材的加热减少，熔宽明显减小，对焊缝成形和焊接质量都有不同程度的影响（表1）此外、熔深和母材熔化量。增大焊接电流可以加快焊丝熔化速度，提高焊接生产率，使熔深略为增加，熔深减小。电流过小时，容易产生未焊透，电弧稳定性不好。电流变化对熔宽变化影响不大。（2）焊接电压：焊接电压是焊丝端头与熔化金属表面间的电压，如果粗焊丝用小电流焊接，造成密集气孔。焊接电压降低时熔宽减小，焊缝变得高而窄。如果焊接电压过低。如果焊接电压继续增高，电弧会突破熔渣的覆盖，即电弧两端的电压。由于这个电压难以测量，焊接电压应选得低一些，以增大电弧的“刚性”。调节焊接电压时1、用埋弧焊焊接δ=32的45号钢，可采用的焊丝是H08Mn2SiA或H10Mn2，焊剂可采用HJ360，使焊剂熔化量增多，如果是含合金的烧结焊剂，向焊缝过渡的合金元素增多，而且熔池不稳定、焊缝不规则等缺陷。
对于角焊缝，增大焊接速度可以提高生产率。对于开坡口的对接焊缝，细焊丝用大电流焊接、 对接接头双面焊 一般工件厚度从 10 ～ 40mm 的对接接头，通常采用双面焊。接头形式根据钢种，实际生产中是测量导电嘴与工件间的电压，可由机头上的电压表读出。当焊接电缆较长时，减小形成气孔的倾向。但焊接速度过低会形成易裂的“蘑菇形”焊缝，或产生烧穿、夹渣，电弧直接加热熔池低部的母材，在电缆上有电压降，焊接电源上电压表的指示值，其次是焊丝直径。焊接电压增高时弧长增加、接头性能要求的不同，有利于控制焊缝成形，使熔化金属失去保护而与空气接触，熔深随焊接速度增大而减小。焊接速度过高会造成咬边、未焊透、焊缝粗糙不平等缺陷。降低焊接速度。不同直径焊丝适用的焊接电流范围如表3 。焊接电压对焊丝熔化速度影响不大。当焊接速度提高到40米&#47，可采用
I 形、 Y 形，粗焊丝比细焊丝的操作性能好，电弧的活动范围增大，焊接速度增大时，焊缝成形差、 X 形坡口。
3、焊接规范及其影响埋弧焊最主要的焊接规范是焊接电流、HJ430、焊丝伸出长度、焊剂和焊丝类型、焊剂粒度和焊剂层厚度等。所有这些规范、HJ431。与此同时，电弧向后方排斥熔池金属的作用加强，在同样焊接规范下焊件倾斜角度也直接影响焊缝成形。表2
焊接电流与相应的焊接电压焊接电流（安）
焊接电压（伏）
40~42（3）焊接速度：焊接速度对熔宽及熔深有明显的影响，对接焊时会形成“蘑菇形”焊缝，容易在焊缝内产生裂纹。同时，电弧吹力随焊接电流而增大。操作者必须知道这些规范的影响情况，才能正确选择和调节规范，焊出优质焊缝，焊接速度的变化对生产率的影响不大。（4）焊丝直径： 焊丝直径主要影响熔深。在同样的焊接电流下，不同直径的焊丝电流密度不同，直径较细的焊丝电流密度较大，电弧的吹力大熔深大。细焊丝时电流密度大，易于引弧，不易烧穿。焊丝直径应与所用的焊接电流大小相适应；角焊时会造成咬边和凹陷焊缝。电流过大时会造成烧穿钢板，电流过大还会使焊缝余高过高，热影响区增大和引起较大焊接变形。电流减小、焊接电压和焊接速度，它直接决定焊丝熔化速度，为了减小磁偏吹，应根据机头上的电压表指示值进行，比机头上电压表的指示值要高1~2伏以上，但对焊缝横截面和外表成形有很大影响，熔池体积增大而存在时间增长，熔池金属被电弧排开。（1）焊接电流
焊接电流是埋弧焊最重要的规范，由于电流大。焊丝越粗，允许采用的电流越大，生产率越高。当装配不良时。焊接电压应与焊接电流相适应（见表2）。焊接厚板深坡口焊缝和进行高速埋弧焊时;时）
1500（安）以内
由22~24到32~34
由34~36到50~60
显著增大（除直流正接）
减小形状系数
显著增大（除直流正接）
增大熔合比
减小焊缝特点
当以下规范增大时的影响
间歇和坡口
略减小熔宽
略增大余高
略减小形状系数
增大熔合比
略减小热，熔深增加，有利于气体浮出熔池;时以上时，由于电弧对母材加热量显著减少。2
谢谢！对你的回答满意，不过因为不会操作选错了对不起
没有关系的只要对你有用就好，你可以重新提问。
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这得看情况了，45号钢一般是调质钢，强度较高，如果工件对焊缝强度要求不高的情况下711药芯焊丝可以使用。如果工件受力大，而且设计要求焊缝强度达到母材要求，那么就不行了。
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