Zn含量对铜合金手工自蔓延焊接Cu-Zn焊缝金属凝固组织的影响
时间：2019-06-13
作者：无锡不锈钢板
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铜及铜合金具有优良的导电性、导热性、耐腐蚀性和延展性，且力学性能和加工性能良好。铜及铜合金手工自蔓延焊接作为一种新兴的铜合金焊接工艺已成为自蔓延技术研究的方向之一。该工艺具有以下特点：不需要电源、气源及其他设备，小巧轻便，便于携带；焊接热变形小，对金属表面锈蚀不敏感；焊缝具有较高强度，焊缝抗拉强度可达300MPa以上。铜合金手工自蔓延焊接接头的形成，同样经历加热、融化、冶金反应、凝固结晶、固态相变，直至形成焊接接头。焊药的成分决定了焊缝的成分及组织，决定了焊接接头的力学性能。为提高融敷金属与母材润湿性以改善铜合金自蔓延焊接工艺性能，使得焊接接头的力学性能与母材保持一致，焊药的成分设计必须保证自蔓延焊接焊缝金属为Cu-Zn合金，而其中Zn含量添加的多少对铜合金手工自蔓延焊接Cu-Zn焊缝金属凝固组织的影响至关重要。
试验用材为H62黄铜板，试件尺寸：70mm×30mm×5mm。试件采用平板对接焊接，不开坡口。手工自蔓延焊接采用的燃烧型焊条焊药由高热剂、合金剂和造渣剂组成，采用的Zn含量分别为：2%、4%、8%。焊接速度为3.5～5mm·s-1，焊接倾角为80～90°，燃弧长为5～10mm。
H62手工自蔓延焊接接头焊缝区为单相α，熔合区和热影响区组织由α相和网状β相组成。焊缝金属中的Zn来源于焊药合金剂中的Zn和母材中的Zn。随着焊缝金属中Zn含量的增加，焊接接头抗拉强度和硬度提高，冲击韧度有所下降；整个焊缝凝固过程仍不是非平衡凝固过程，焊缝合金组织不均匀，测得硬度值存在着较大的起伏。由于受热源加热时间变长，靠近焊缝熔合区的晶粒明显大于母材处晶粒；热影响区存在较宽过热区，使焊接接头热影响区变得薄弱。