如何进行钢与铜及铜合金的焊接

    答：焊条电弧焊、埋弧焊和气体保护焊等焊接方法，都可以用来焊接钢与铜及其合金。钨极氩弧焊适宜于焊接薄件，埋弧焊适宜于焊接厚件，焊接时不必预热。

    钢与铜及其合金的焊接时可以选用一种填充金属材料直接将两种金属焊接起来。但由于铜及铜合金种类繁多，母材金属中某些合金元素过渡到焊缝后，将使焊接性严重恶化。为此，可采用两种方法来保证接头具有良好的性能：一种方法是在铜及其合金上，同时在两种母材金属上堆焊过渡层，然后再进行焊接；另一种方法是选择与两种母材金属都有良好焊接性的过渡件，然后通过过渡件连接要焊接的两种材料。

    由于焊镍焊缝抗渗透裂纹的能力强，所以镍及其合金是过渡层比较理想的材料，通常用纯镍及含铜的镍基合金来作熔敷过渡层。

   (1)低碳钢与铜及其合金的焊接。

    ①焊接材料。纯铜与低碳钢焊接时，可以采用纯铜作为填充金属材料。焊接时，钢材熔化后，铁将过渡到焊缝中去，为保证焊缝具有足够高的抗裂性能，焊缝中铁的质量分数应控制在10%～43%为宜。用焊条电弧焊，焊接纯铜T2与Q235钢时，如选用T107焊条，其焊缝的化学成分为Cu55. 4%、C 0.08%、Bi l.16%、P 0.035%，其余为Fe。此时，焊缝中铁的质量分数恰为43%左右，所以焊缝抗裂性较好。焊缝中的铁能使焊缝强度比纯铜高，而塑性却有所降低，但仍然接近低碳钢的水平。钨极氩弧焊时，为了加强熔池的脱氧作用，可以采用硅青铜焊丝。

    低碳钢与硅青铜、铝青铜焊接时，可以用铝青铜作为填充金属材料。此时焊缝金属为双相组织，具有较高的抗热裂能力。铝还可以减少热影响区渗透裂纹，焊缝强度也比纯铜高。因此，纯镍和含铜的镍基合金是低碳钢与铜及其合金焊接时较好的填充材料，并且镍还能大大地减弱或消除铜及其合金焊缝的渗透作用，有利于消除热影响区的渗透裂纹。

    ②焊接工艺。低碳钢与纯铜和磷脱氧铜焊接时，由于铜的热导率比低碳钢大得多，所以对纯铜及其合金焊前要进行预热。纯铜的预热温度为600~700℃，铜合金预热温度为430~480℃。焊接时，应将电弧偏离坡口中心，移至铜及铜合金一侧，才能保证焊接接头的性能。

   (2)不锈钢与铜及其合金的焊接。

    焊接时，若采用奥氏体不锈钢作填充材料，由于铜也是奥氏体组织形成元素，所以焊缝仍为奥氏体组织。在结晶时，晶粒间存在一薄层低熔点的液滴铜，很容易形成热裂纹。当用蒙乃尔合金型填充材料时，由于焊缝中含镍量较高，能增加钢在奥氏体组织中的溶解度，故可以减少铜的有害作用，使热裂纹倾向降低。

    采用某些铜合金和纯铜作为填充材料时，由于焊缝中含量较高，故结晶时奥氏体晶粒间低熔点的铜液较多，有一定愈合作用，所以热裂纹倾向较小。但焊缝中熔入的Fe、Mo、Cr等，使焊缝变脆，冲击韧性降低，并且在不锈钢热影响区中仍可能产生渗透裂纹，所以只有在对接接头力学性能要求不高时，才可以采用这类填充材料。