H62黄铜与Q345钢异种材料的焊接 -学兔兔 www.xuetutu.com.pdf

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Modern Weldin现代焊接
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H62黄铜与Q345钢异种材料的焊接
Welding off E62 brass amd! Q345 steel disimmillar materials
合肥工业大学材料学院张建王国平
合肥科振实业发展有限公司王宜林陈子胥
摘要:本文采用蒙乃尔焊条对H62黄铜与0345B碳钢进行角焊接,解決了铜钢异种焊接常出现的裂纹、气孔、未熔
合等缺陷。对焊后接头进行金相分析,结果表明焊缝与铜侧形成一层铜镍固溶体的中间过渡层,焊缝柱状晶沿铜侧与
钢侧垂直生长并且在中间区域沿着铜与钢的对角线方向生长。
关键词:异种连接;角接;蒙乃尔合金
引言
表1黄铜化学成分质量分数(%
2.2焊接前对铜板进行酸洸以及钢板
C
杂质
变压器油在使用过程中由于温度面 9-6as tos o1s t oos」余量「s表面进行机械清理,除去表面污渍及
升高被氧化和金属元素的氧化作用会固相也无限互溶的二元合金系。另外,氧化层
产生酸性氧化物和油泥,腐蚀金属和镍是面心立方结构,具有磁性和优良2-3对焊条进行350℃X2烘十,烘干
油中金属含量增加,导致变压器油箱的耐蚀性,Ni对Fe有较大的溶解度
后存储在保温桶里随取随用
出现漏油现象”。因此在变压器油箱的因此针对铜钢的焊接采用镍基合金作2.4对板进行定位焊,定位焊时两板
生产中要严格控制焊接质量。铜钢昇为填充材料,本次试验洗用蒙乃尔190间允许有05mm以下的装配间隙
种金属焊接过程中,由于铜的导热率焊条,焊条直径为3.2mm长度为356mm,2.5采用相同焊条调节焊接参数,进
高、线膨胀系数以及收缩率大,在焊其化学成分如表2所示。
行焊接试验。
接过程中极易产生未熔合、未焊透、
焊接试板尺寸如图所示,米用手3试验结果与分析
热裂纹等缺陷。在铜钢焊接中一般工电弧焊对铜钢进行角连接,焊接方
对焊后试板进行去渣,检查焊缝
通过改变填充材料和焊接工艺的方法式为平焊焊枪偏向H62侧与H2板夹角外观,没有发现气孔裂纹等缺陷。将
来减少焊接缺陷,如吴博文通过改变为40°,焊接电流为120-130A,电压试样割开,观察焊缝宏观金相,发现
铜钢焊丝的不同组合、改变偏铜距等224V,焊接速度为10-130mhi。焊缝与母材熔合较好,如图2-3所示。
措施来解决铜钢焊接中易产生裂纹和焊斤按图中阴影部分进行线切割制取
由图2、图3可知,铜与钢母材基
铜侧难嫆合等问题。本文采用蒙乃尔金相试样。
体均有熔化,熔深达到了2mm,可见
合金焊条,解决了铜钢异种金属焊接
2焊前准备
母材与焊缝结合良好能够达到一定的
吋裂纹、未熔透、气孔等缺陷,焊接
2.1按图1确定下料无误,包括材质、机械性能:并且焊缝与母材的熔合区
嫆深达到了2m,符合变压器油箱生
板厚、尺寸等;
过渡圆滑,没有裂纹、气孔、未熔合
产工程的需要。
90
等缺陷。
为了进一步分析接头的组织与性
1试验材料与方法
本次试验所采用的板为HI62黄铜
,将焊接接头切取金相试样,首先
将断面表面磨平,不得存在小平面
与Q3145B钢,其中黄铜的化学成分如表
然后依次在140月、320目、600目、800
1所示。镍、铁、铜在液相无限互溶,
1焊接试样尺寸
目的金相砂纸上磨样,在每一号砂纸
镍铜在固相形成无限固溶体,镍铁在
表2蒙乃尔合金化学成分质量分数(%
作者简介:张建(1987-),男,汉,安徽安庆人,确士研
Ni+Ce
C
Mn
S
P
e
究生,研究方向:先进焊接技术。
62.0-~68.0
0. 15max
4.Omax
0.015max
1. Omax
0.02max
omax
剩余
现代焊接2011年第11期总第107期J-25
学兔
现代焊接 Modern Welding
MODERN WELDING TECHNOLOGY
焊缝
Q345B
(a)钢与焊缝熔合线界面100
(b)Q345B钢热影响区100x
图4
图2焊缝与钢的熔合线(钢侧已腐蚀)
黄铜
焊缝
(a)焊缝与钢的界面100
(b)焊缝与铜的界面100
(c)焊缝组织100
图5
图3焊缝与铜的熔合线
上必须将前一道砂纸所磨的划痕完全
覆盖方可更换下一号砂纸,最后进行
抛光试验。对Q345B碳钢侧采用硝酸
酒精进行腐蚀,观察其金相组织,如
图4a、b所示。镍与铁由于在液态无限
互溶、在固相有限互溶,因此通过图
(a)铜与焊缝交界组织100
(b)铜热影响区组织100
2与图4a、b可知,镍与钢的熔合较光相交,此时的柱状晶在焊缝的不同区与焊缝具有较好的治金结合,如图6e
洁,界面没有裂纹等缺陷,从而实现域有三个生长方向,如图5c中的箭头所示,可见,铜在界面处成小岛状分
了较好的焊接治金结合,钢的热影响所示。镍基合金的焊接一般选用较小散在镍基基体中,另外在铜与焊缝的
区由于在焊后空冷,冷却速度相对较的焊接线能量,其导热性差,如果电交界处有一层颜色较浅的组织,根据
快发生了奥氏体向马氏体转化,因此流过大或者电弧电压过高以及焊接速铜与镍的性质判定为铜镍固溶体组织。
其主要为马氏体组织。
度过慢都会使焊接接头过热产生粗大
铜在焊接过程中,靠近焊缝区域
焊缝金属主要为镍基合金,对其的晶粒,在粗大的晶粒边界上会集中发生熔化,与焊缝金属发生反应部分
进行电解腐蚀,腐蚀液为自配的草酸一些低熔点的共晶相,这些共晶相的生成铜镍固溶体,同时没有来得及生
溶液,电压为4V,腐蚀2-5,腐蚀后强度低、脆性大,是导致裂纹的主要成的部分在冷却过程时在镍基基体内
立即用水冲洗然后用无水乙醇擦洗焊因素。观察图5可知,该方法焊接的以小岛状结晶。铜的焊接热影响区比
缝表面,观察焊缝金相组织如图5。从晶粒相对较小,由界面和焊缝组织可较小,组织比较粗大,主要为柱状的
图中可知,焊缝组织主要为柱状晶,知界面熔合较好,并且没有裂纹出现,单相a-Cu以垂直于焊缝方向生长,
在钢侧其生长方向为垂直于钢与焊缝解决了镍基合金焊接时的裂纹问题。如图6b上部所示。相对于铜通过扩散
界面(图5a),在铜侧其沿着铜与焊
黄铜主要为铜锌合金,对其表面的连接,本试验的连接方式在强度方
缝界面垂直生长(图5b)。随着与母采用FeI4与盐酸水溶液进行腐蚀,观面得到了较大的提高,从而也提高了
材距离的增大,在中间区域其沿着两察腐蚀后金相可知,黄铜与焊缝金属焊缝的机械性能。
侧垂直的柱状晶在钢与铜的对角线处界面合金混合比较分散,从而使得铜
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