1、黄铜的焊接性
黄铜是铜锌合金,由于锌的沸点较低,仅为907℃,故焊接过程中极容易蒸发,这一点成为黄铜焊接的最大问题。
在焊接高温作用下,焊条电弧焊时锌的蒸发量高达40%,锌的大量蒸发,导致焊接接头的力学性能和耐蚀性能下降,还使之对应力腐蚀的敏感性增大。
蒸发的锌在空气中立即被氧化成氧化锌,形成白色的烟雾,给操作带来很大困难,而且影响焊工身体健康,因此,焊接黄铜的场所,应加强通风等防护措施。
黄铜的焊接性不良,焊接时会产生气孔、裂纹、锌的蒸发和氧化等问题。
为了解决这些问题,在焊接时常用含硅的焊丝,因为硅在熔池表面会形成一层致密的氧化硅薄膜,阻碍锌的蒸发和氧化,并防止氢的入侵。
焊后可经470~560℃的退火处理,以消除应力防止“自裂”现象。
2、黄铜的焊接方法
生产中常用的焊接黄铜的方法是焊条电弧焊和氩弧焊等,其工艺要点如下:
(1)焊条电弧焊焊条采用青铜芯焊条,如ECuSn-B(T227)、ECuAl-C(T237)。
补焊要求不高的黄铜铸件可采用纯铜芯焊条,如ECu(T107)。
电源采用直流正接,V型坡口角度不应小于60°~70°。
板厚超过14mm时,焊前焊件表面应仔细清理,清除一切会产生氢气的油类杂质。
操作时应当用短弧焊接,焊条不做横向和前后摆动,只沿焊缝的直线移动。
焊接速度要快,不应低于0.2~0.3m/min。
多层焊时,层与层之间的氧化膜及渣应清除干净。
黄铜的铜液流动性大,故溶池最好处于水平位置,若溶池必须倾斜,则倾角不应大于15°。
(2)氩弧焊手工钨极氩弧焊时,焊丝采用锡黄铜焊丝HSCuZ-1(HS221)、铁黄铜焊丝HSCuZn-2(HS222)、硅黄铜焊丝HSCuZn-4(HS224)。
这些焊丝含锌较高,焊接时烟雾较大。
亦可用青铜焊丝HSCuSi(HS211)、HSCuSn(HS212)。
手工钨极氩弧焊焊接黄铜的焊接参数见表。
手工钨极氩弧焊焊接黄铜的焊接参数
由于锌的蒸发破坏氩气的保护效果,所以焊接黄铜时应选用较大的喷嘴孔径和氩气流量。
焊前一般不预热,只有焊接厚度大于10mm的接头和焊接边缘厚度相差比较大的接头时才需预热,后者只预热焊件边缘较厚的部分。
电源可采用直流正接,也可以采用交流。
用交流电源焊接时,锌的蒸发量较小。
焊接参数宜采用较大的焊接电流和较快的焊接速度。
厚16~20mm黄铜板的焊接参数为:焊接电流260~300A,钨极直径5mm,焊丝直径3.5~4.0mm,喷嘴孔径14~16mm,氩气流量20~25L/min。
为了减少锌的蒸发,操作时可将填充焊丝与焊件“短接”,在填充焊丝上引弧和保持电弧,尽可能避免电弧直接作用到母材上,母材主要靠熔池金属的传热来加热熔化。
焊接
时,应尽可能进行单层焊,板厚小于5mm的接头,最好能一次焊完。
焊后焊件应加热到300~400℃进行退火处理,消除焊接应力,以防止黄铜构件在使用时破裂。