钢与铜及铜合金的焊接性存在哪些主要问题

    答：钢与铜及其合金的焊接，以及在钢上堆焊铜合金，不仅能得到合理的焊接结构，还能节省大量的有色金属，减少结构成本。

    钢与铜及其合金的焊接，主要问题是在焊缝及熔合区容易产生裂纹。产生的裂纹有两种形态：焊缝裂纹和热影响区渗透裂纹。

   (1)焊接裂纹。钢与铜及其合金焊接时，焊缝中产生的裂纹属于热裂纹。产生焊缝裂纹的原因有两个方面。

    ①钢与铜的物理性能差异很大，钢与铜的线膨胀系数和热导率相差较大，因此焊接时在接头中产生很大的应力，导致焊缝产生裂纹。

    ②由于铜及其合金焊接时，热裂纹倾向较大，而钢与铜及其合金焊接时，焊缝是铁铜的混合物，因此，随着焊缝中含铜量的增加，产生热裂纹的倾向也加大。当焊缝中含铁量较低时，焊缝金属的结晶特点和纯铜焊接时差不多，焊缝的抗热裂纹性能提高。当含铁量为10%~43%时，焊缝具有最高的抗热裂纹性能，但是当进一步提高含铁量时，焊缝的抗热裂纹性能却急剧下降。

   (2)热影响区渗透裂纹。钢与铜及其合金焊接时，在与液体铜及其合金相接触的钢中，容易产生渗透裂纹。渗透裂纹是在高温时形成的，且被铜及其合金所填充，它可以单独存在，或沿晶界呈网状分布，其长度可以从几微米到几十毫米。

    热影响区渗透裂纹的产生，是由于液态铜及其合金对钢的渗透和拉应力共同作用的结果。因为从焊缝冷却瞬间开始，在焊接接头中就会产生拉应力，并且这种应力随着熔池的不断冷却而增加。另外，在结晶过程中，金属组织往往是有缺陷的，这样在钢的结晶表面上，就产生了微观裂纹。处于液态下的铜及其合金，浸润着微观裂纹的表面，并且在毛细管效应的作用下，渗透到微观裂纹中去。在整个渗透过程中，也伴随着钢在铜及其合金液态的溶解和沿钢晶界继续渗透，渗透进来的液体对微观裂纹产生一个附加压力，在焊接拉应力的共同作用下，最后发展成为热影响区渗透裂纹。