为什么纯铜焊接容易出现热裂纹?原因如下:
(1)铜的线膨胀系数较大,焊接时易产生较大的内应力;
(2)熔池结晶时易在晶界形成Cn2O--Cu低熔共晶;
(3)熔池当中的氢、水蒸气在快速冷却时来不及逸出,留在焊缝中形成较大的应力,易产生微裂纹;
(4)母材中的杂质铋、铅等可直接和铜形成低熔点共晶;
铜合金材料焊接时铜在液态时很容易氧化,生成的氧化亚铜会与铜形成低熔点共晶;另外,母材中的杂质铅、铋、硫等分别与铜形成低熔点共晶,它们在结晶过程中分布在焊缝和热影响区的枝晶间或晶界处,以液态薄膜形式存在,降低其高温强度和塑性,使其具有明显的热脆性。同时,铜及铜合金在加热过程中晶粒长大倾向严重,也有助于薄弱面的形成。铜及铜合金的线胀系数和收缩率较大,使接头产生较大的焊接变形和应力,因而增大了焊接接头热裂纹倾向。
硫、磷、锡、锌等低熔点共晶体使铜及铜合金具有明显的热脆性,焊接接头容易产生热裂纹。并且焊缝出气孔的倾向比钢严重的多。采用低熔点的铜基焊丝钎料(如:硅青铜、铝青铜等),在纯氩气保护下的熔化极气体保护焊—叫MIG钎焊。具有焊丝熔化速度快,电弧稳定性好,熔深浅,焊速快等工艺特点。控制焊接热输入量Z低,母材不熔化。
焊丝迅速熔化并渗透于焊缝间隙中,形成钎焊接头。焊缝强度高,工件热影响区很小,焊后薄板不变形。适合于焊接板厚δ=0.8~2 mm的车身薄板对接接头、搭接接头及点焊焊缝,广泛应用汽车车体和镀层钢板的焊接。铜的高热导率(比钢大 7 ~11 倍),使母材与填充金属难于熔合,产生焊不上及未熔合的现象。焊前需预热400~600°C 使工件获得足够的热量,保证焊缝的良好成型,实现正常焊接。
由于以上几点原因可知,纯铜焊接是很容易产生热裂纹的。