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1、哈尔滨华德学院毕业设计（论文）摘 要本论文主要研究铜与不锈钢的焊接工艺，即异种材料的焊接工艺研究，为异种材料铜和不锈钢的焊接提供理论基础和试验基础。主要采用的焊接方法为钨极氩弧焊(TIG)焊。不锈钢及铜中含有合金元素(Ni，Si，V)和杂质(O，S，P)，在焊接过程中易形成各种低熔点共晶体和脆性化合物，严重削弱了金属在高温时的晶间结合力。由于铜导热系数比不锈钢大得多，需采用大功率热源，因此热影响区宽，使接头承受较大应力，焊缝易产生热裂纹。近缝区不锈钢一侧易产生渗透裂纹，其原因是由液态铜对钢有渗透作用和拉应力造成的。通过焊接检验可知，焊缝具有良好的性能；经金相检验，焊缝内部组织均匀；紫铜和紫铜熔
2、合区过渡均匀，结合良好；紫铜与碳钢熔合线平直，无孔洞，且Cu和Fe相互之间有一定程度扩散，熔合区为冶金结合。关键词： 紫铜； 不锈钢； 焊接工艺； 金相分析AbstractThis paper studies in copper and stainless steel welding technology, Namely dissimilar material of welding technology research for the dissimilar materials copper and stainless steel welding to provide the theoreti
3、cal foundation and experimental basis. The mainly welding processec is tungsten inert gas arc welding (TIG)welding.Stainless steel and copper alloy containing elements (Ni, Si, V) and impurities (O, S, P), in the welding process in the formation of low-melting-eutectic and brittle compounds, severel
4、y weakening the metal in the temperature of crystallization binding force. thermal conductivity of copper due to greater than stainless steel, to use high-power heat, the heat-affected zone width, the larger joints under stress, thermal weld cracks easily. seam zone near the side of easy to produce
5、stainless steel Crack infiltration, which is caused by the liquid steel with copper on infiltration and the tensile stress.Through welding inspection, we can see that Weld has a good performance, the metallographic examination, the internal organization of uniform weld; copper and copper fusion zone
6、 transition uniform with good copper and steel fusion line is straight, no holes, and the Cu and Fe to a certain extent between the spread of fusion zone for the metallurgical combine.Key words copper, stainless steel; welding technology; metallographic analysis目录摘 要IAbstractII第1章 绪 论11.1课题研究的目的及意义1
7、1.2不锈钢、铜的焊接性分析11.3 铜和不锈钢在国内外的发展现状51.3.1 铜及其合金材料在国内外的发展现状及应用领域51.3.2 不锈钢材料在国内外的发展现状及应用领域51.4 异种金属材料焊接存在的技术问题及缺陷61.5 本章的主要研究内容7第2章 实验方法设备与材料82.1 引言82.2 试材料选择82.3 焊接方法及设备的选择92.3.1 焊接方法的选择及工艺92.3.2 实验设备的选择142.4 本章总结15第3章 实验结果及分析163.1 焊接接头金相组织分析内容163.2 试验结果及分析173.2.1 TIG焊实验结果及分析173.2.2 TIG焊焊接接头组织微观显示图193
8、.3 本章总结21结 论22致 谢23参考文献24附 录126附 录23036哈尔滨华德学院毕业设计（论文）第1章 绪 论 1.1 课题研究的目的及意义随着经济的迅速发展和科学技术的不断进度，新材料、新工艺、新设备不断涌现，对零部件的性能提出了更高的要求。异种金属材料的焊接技术已逐步被熟练掌握并广泛应用到化学工程、航空航天、造船、核工程、异种材料等各个领域，如航天发射架装置、齿轮轮齿与轮辐材料的链接等应用。因此，异种材料焊接技术越来越受人们的重视。采用不锈钢和铜的复合零部件，因在性能与经济上优势互补，具有广阔的应用前景。本课题的研究，就是为了充分利用不锈钢和铜这两种金属在比重、强度、比强度、抗
9、拉强度、经济性、耐蚀性和热强性等方面的各自优点，实现它们之间的彼此连接，从而形成重要的复合构件，而且大大节省材料，降低成本，在航天、石油化工、电站锅炉、核动力、造船及其他一些领域获得越来越广泛的应用。异种金属焊接复合构件的特点是：能够最大限度地利用材料的各自优点，受到“物尽其用”的效果。可使其不同部位处于不同的温度、压力、载荷、介质等工作条件。复合构件不仅能满足使用性能的要求，而且在经济上也相当合理。显然，把异种金属零件连接成一个整体部件，焊接常常是最好的方法，所以异种合金焊接技术就成了关键。本文在对异种材料焊接（铜与不锈钢的焊接）选用的焊接方法为钨极氩弧焊（TIG）焊进行研究与讨论，并得出在
10、何种参数下形成的焊接接头强度及性能更加优质，其结果对异种材料焊接接头质量及成型有着重要的意义。 1.2 不锈钢、铜的焊接性分析不锈钢的焊接性分析：不锈钢和耐热钢的种类繁多，主要以合金成分为Cr和Ni。一般来讲，只有(Cr)12%时才能在大气环境下不发生锈蚀，增加Ni或提高Cr含量，耐蚀性或耐热性均可提高。不锈钢和耐热钢按材料供应状态的组织可分为以下五种类型，即铁素体刚、马氏体刚、铁素体-奥氏体双相钢和沉淀硬化钢。不锈钢的腐蚀形式主要有均匀腐蚀和局部腐蚀，局部腐蚀包括晶间腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀等。而奥氏体不锈钢（1Cr18Ni9Ti）熔焊时的焊接缺陷主要有：(1)晶间腐蚀，防止措施：选择
11、超低碳w(C)W(Cr)11%12%、W(C)0.15%的钢材，这个成分是最简单的不锈钢。当对耐腐蚀性要求高时，含铬量必须达到W(Cr)16%以上。由于铁素体不锈钢脆性大，焊接性不好，奥氏体不锈钢除具有良好的耐腐蚀性外，特别是韧性高、焊接性好，而且工作温度范围广，即可以在高温，也可以在低温下使用，因此，应用非常广泛。通常用Ni来获取奥氏体组织，但近来越来越的利用强奥氏体形成元素氮来获取奥氏体组织。奥氏体不锈钢突出的优点是优良的耐腐蚀性。而为了提高其在不同腐蚀环境的耐腐蚀性，对化学成分也要进行适当的调整。以最典型的18-8型Cr-Ni不锈钢为例，加入不同合金元素后其耐腐蚀性发生变化，W(Cr)1
12、8%，对于许多类型的环境腐蚀来说，其腐蚀性会大大提高。对于铁素体基体来说，在氯化物环境下，也具有良好的抗应力腐蚀裂纹的能力。 1.4 异种金属材料焊接存在的技术问题及缺陷两种不同材料能否直接形成焊接连接，决定于构成该两种材料的原子或分子之间的相互作用的强弱。两元素之间的相互作用决定于他们的电子层结构、价电子数、原子大小、负电性以及晶体点阵、点阵常数诸因素。一般来说，在液态和固态都形成无限互溶的两种金属之间，能够便利的形成性能良好的焊接连接。液态无限互溶、固态有限互溶的两种金属，无论是共晶型还是包晶型相图结构都是可以形成焊接连接的，不过其性能与两种金属见的组织过度状况相关。形成金属间化合物和间隙
13、化合物中间相的两种合金，也是可以形成焊接连接的，其接头性能大半受到此种化合物性能的影响。异种金属熔焊的主要技术问题：(1)金属物理性能的不同 当两种线胀系数差别较大的金属进行焊接时，将会造成焊接接头出现复杂的高内应力状态，可能导致产生裂纹，甚至还会导致焊缝与母材金属剥离。因此，焊前对线胀系数小的金属进行预热，或者在线胀系数差异很大的两金属中间加入一种塑性好的金属焊接成过渡接头作为缓冲带，都是行之有效的方法。(2)热导率和比热容的差异 金属的热导率和比热容强烈地影响被焊接材料的熔化、熔池的形成、焊接区温度场和焊缝结晶过程。熔焊时，通常应将热源位置偏向热导性能好的材料一侧。因此必须吧热源的大部分热
14、量集中到纯铜待焊处一侧，以保证两侧的金属均匀同步地熔化和凝固。(3)电磁性的差异 在异种金属熔焊时有时会出现焊接电弧片吹，或者电弧燃烧不稳定现象而造成焊缝成形变坏，这是由于两种金属的电磁性相差很大而发生的。一般来说，铜-钢异种金属焊接时，由于铜的热导率比钢的大得多，因而，热源应偏向铜侧。(4)形成脆性化合物 异种金属焊接时，由于焊缝金属化学成分的多元性和复杂性，除了将形成多种碳化物和氮化物等外，还能析出多种非金属或金属间化合物。(5)焊接接头难于与母材金属等性能 通常两种不同金属结合在一起会构成腐蚀电偶，因而其耐蚀性要比其中任意金属都低，此外，为了实现异种金属的焊接，往往选用塑性好的焊接材料，
15、以避免焊缝金属开裂或脆化，但可能会降低焊接接头的强度。因此，为了保证异种金属焊接接头具有良好的综合使用性能，往往不得不放弃或降低一些对次要性能指标的要求，这是异种金属焊接是时不可避免的问题。由此可见，异种金属焊接时需要解决的问题较多，焊接难度也很大，只有选用合理的焊接方法和焊接材料，并正确制定焊接工艺方案，采用一些特殊措施，才能获得优质的异种金属的焊接接头。 1.5 本章的主要研究内容研究了不锈钢与铜异种金属的焊接性，采用TIG焊实现了不锈钢、铜异种金属的连接，对焊接接头的微观组织进行了金相组织观察分析，深入分析了不锈钢、铜异种金属焊接接头的结合机理。第2章 实验方法设备与材料 2.1 引言在
16、某些工程结构中，如啤酒生产用的糊化锅以及电渣熔铸冷凝器等均出现紫铜与不锈钢的焊接，这样可节约铜材和降低产品成本，因此，对焊接过程中紫铜与不锈钢的化学成分、组织和性能的变化规律，以及各种焊接缺陷的形成机理及影响因素等进行过详细研究。本文指在结合生产实际，对紫铜与不锈钢异种材料的焊接，获得优质接头的焊接方法及工艺进行探讨。 2.2 试材料选择试验材料为紫铜，紫铜即为纯铜，熔点1083，密度（20）为8.96g/cm3。热导率393.6W/(mK),线膨胀系数1710-6/，电阻率（20）0.0168m/m.轧制后退火的紫铜强度为235MPa，延伸率为30，冲击韧性为175.4J/cm2，在4007
17、00的高温下强度和塑性显著降低，在热加工时应引起重视。纯铜在退火状态（软态）下具有高的塑性，但强度低。经冷加工变形后（硬态），强度可提高一倍，但塑性降低几倍。产生了加工硬化的紫铜经550600退火，可使塑性完全回复。焊接结构一般采用软态紫铜。紫铜化学成分如表2-1所示：类别牌号主要成分杂质铜砷铁镍铅锡硫锌氧纯铜T199.950.0020.0050.0020.0050.0020.0050.0050.02T299.900.0020.0050.0060.0050.0020.0050.0050.06T399.700.010.050.20.010.050.010.1T499.50.050.050.20.
18、050.050.010.1表2-1 紫铜化学成分 (Wt.%)试验材料为奥氏体不锈钢(1Cr18Ni9Ti)，奥氏体不锈钢是生产中最常见的一种不锈钢，其主要合金成分为Cr和Ni。密度（20）8.03 g/cm3，比热容c 0.50(J/g ) (0100)，热导率(100) 0.16w/(cm)，线膨胀系数16.7(10-6/)，一般来讲，只有(Cr)12%时才能在大气环境下不发生腐蚀，增加Ni或提高Cr含量，耐腐蚀性或耐热性均可以提高，不锈钢化学成分如表2-2所示。国产牌号国际牌号CSiMnCrNi其他1Cr18Ni9Ti3210.071.002.0017.019.08.0011.0Ti：0
19、.50.7表2-2 不锈钢化学成分 (Wt.%)焊丝材料为Ni基合金（我用的是铜焊丝HS201），牌号为MONEL67，成分如表2-3所示。表2-3 焊丝成分 (Wt.%)牌号化学成分NiAlMnFeSnPSiTiZnPbCu其它MONEL6729.032.01.000.400.750.020.250.200.500.02余量0.50 2.3 焊接方法及设备的选择 2.3.1 焊接方法的选择及工艺试验中主要选用的焊接方法为钨极氩弧焊（TIG）焊。利用不锈钢与非铁金属各自独特的性能，并通过焊接方法，可制造许多合理的焊接构件，不仅节省大量的非铁金属，同时还降低制造成本。只有采用与铜和铁都能无限固溶
20、的镍或镍合金作填充金属才能保证良好的焊缝质量，达到较高的接头强度和塑性。它在石油化工、电力、电子、航空航天和食品工业中得到广泛应用。铜及铜合金与不锈钢的熔焊工艺主要是由于被连接件的两种材料的化学成分和物理性能差异很大，在焊接过程中易产生裂纹和气孔等缺陷。因此，要寻求一种对两者均有较好焊接性的焊接材料，堆焊隔离层：或者采用隔离材料，再分别与他们焊接起来的方法，来获得优质的焊接接头。 1. 钨极氩弧焊（TIG） TIG焊是在惰性气体的保护下，利用钨极与焊件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（也可以不加填充焊丝），形成焊缝的焊接方法。氩弧焊原理如图2-1所示。图2-1 TIG焊原理图焊接时保护气体从焊
21、枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成保护层隔绝空气，保护电极和焊枪熔池以及临近热影响区，以形成优质的焊接接头。填充焊丝在电弧前方添加，当焊接薄焊件时，一般不需开破口和填充焊丝，还可采用脉冲电流以防止烧穿焊件。焊接厚大焊件时，也可以将焊丝预热后，再添加到熔池中去，以提高熔敷速度。在焊接厚板、高热导率或高熔点金属等情况下，也可采用氦气或氦氩混合气作保护气体。在焊接不锈钢、镍基合金和镍铜合金时可以采用氩-氢混合气作为保护气体。TIG焊以氩气作为保护气体，电弧发生在电极和工件之间。电弧和熔化区由氩气气流保护，容易实现全位置焊接。明弧可见，便于操作。电弧在气流压缩下燃烧，热量集中，熔池较小，焊接速度快，热
22、影响区较窄，焊后变形小。同时TIG焊电弧稳定，飞溅小，焊缝致密，表面无熔渣，成形美观。常用于不锈钢、高温合金、铝、镁、钛及其合金以及难容的活泼金属和异种金属的焊接。2. TIG焊焊接工艺 （1）焊前清理焊前对焊件及焊丝必须清理干净，不应残留油污、氧化皮、水分和灰尘等。如果采用工艺垫板，同样也要进行清理，否则它们就会从内被破坏氩气的保护作用，这往往是造成焊接缺陷（如气孔）的重要原因。TIG焊常用的清理方法有：清除油污、灰尘 常用汽油、丙酮等有机溶剂清洗焊件与焊丝表面。也可按焊接生产说明书规定的其他方法进行。清除氧化膜 常用的方法有机械清理和化学清理两种，或者两者联合进行。机械清理主要用于焊件，有
23、机械加工、吹沙、磨削及抛光等方法。对于钢或高温合金的焊件，常用砂带磨或抛光法，将焊件接头两侧30-50mm宽度内的氧化膜清除掉。化学法对于铝、镁等有色金属的焊件与焊丝表面氧化膜的清理效果好，且生产率高。不同金属材料所采用的化学清理剂与清理程序时不一样的，可按焊接生产说明书的规定进行。清理后的焊件与焊丝必须妥善放置与保管，一般应在24h内焊接完。如果存放中弄脏或放置时间太长，其表面氧化膜仍会增厚并吸附水分，因而为保证焊缝质量，必须在焊前重新清理。 3. 焊接工艺参数的影响及选择TIG焊的焊接主要工艺参数有：焊接电流、电弧电压（电弧长度）、焊接速度、填丝速度等。合理的焊接工艺参数是获得优质焊接接头
24、的重要保证。 4. 焊接工艺参数对焊缝成形和焊接过程的影响TIG焊时，可采用填充焊丝或不填充的方法形成焊缝。不填充焊丝法，主要用于薄板焊接。如厚度在3mm以下的不锈钢板，可采用不留间隙的卷边对接，焊接时不加填充焊丝，而且可实现单面焊双面成形。（1） 焊接电流 焊接电流是TIG焊的主要参数。在其他条件不变的情况下，电弧能量与焊接电流成正比；焊接电流越大，可焊接的材料厚度越大。因此，焊接电流时根据焊件的材料性质和厚度来确定的。当焊接电流太大时，易引起焊缝咬边、焊漏等缺陷。反之，焊接电流太小时，易形成未焊透焊缝。（2） 电弧电压（或电弧长度） 当弧长增加时，电弧电压即增加，焊缝熔宽和加热面积都有增大
25、。但弧长超过一定范围后，会因电弧热量的分散使热效率下降，电弧力对熔池的作用减小，熔宽和母材熔化面积均减小。同时电弧长度还影响到气体保护效果的好坏。在一定限度内，喷嘴到焊件的距离越短，则保护效果就越好。（3） 焊接速度 焊接时，焊缝获得的热输入反比于焊接速度。在其它条件不变的情况下，焊接速度越小，热输入越大，则焊接凹陷深度、熔透深度、熔宽都相应增大。反之上述参数减小。当焊接速度过快时，焊缝易产生未焊透、气孔、夹渣和裂纹等缺陷。反之焊接速度慢时，焊缝有易产生焊穿和咬边现象。故在TIG焊时，采用较低的焊接速度比较有利。（4） 填丝速度与焊丝直径 焊丝的填送速度与焊丝的直径、焊接电流、焊接速度、接头间
26、隙等因素有关。一般焊丝直径大时送丝速度慢，焊接电流、焊接速度接头间隙大时，送丝速度快。送丝速度选择不当时，可能造成焊缝出现未焊透、烧穿、焊缝凹陷、焊缝堆高太高、成形不光滑等缺陷。 5焊接参数的选择在焊接过程中，每一项参数都直接影响焊接质量，而且各参数之间有相互影响，相互制约。为了获得优质的焊缝，除注意各焊接参数对焊缝成形和焊接过程的影响外，还必须考虑各参数的综合影响，即应使各项参数合理匹配。TIG焊时，首先应根据焊件材料的性质与厚度参考现有资料确定适当的焊接电流和焊接速度进行试焊。再根据试焊结果调整有关参数，直至符合要求。 6. TIG焊操作技术TIG焊可分手工TIG焊和自动TIG焊两种，其操
27、作技术的正确与熟练时保证焊接质量的重要前提。由于焊件厚度，施焊姿式，接头形式等条件不同，操作技术也不尽相同。下面介绍手工TIG焊基本操作技术。(1)引弧 引弧前应提前5-10s送气。引弧有两种方法：高频振荡和接触引弧，最好采用非接触引弧。采用非接触引弧时，应先使钨极端头与焊件之间保持较短距离，然后接通引弧器电路，在高频电流或高压脉冲电流的作用下引弧。这种引弧方法可靠性高，且由于钨极不与焊件接触，因而钨极不致因短路而烧损，同时还可防止焊缝因电极材料落入熔池而形成夹钨等缺陷。在用无引弧器的设备施焊时，需采用接触引弧法。即将钨电极末端与焊件直接短路，然后迅速拉开而引燃电弧。接触引弧时，设备简单，但引
28、弧可靠性较差。由于钨极与焊件接触，可能使钨极端头局部熔化而混入焊缝金属中，造成夹钨缺陷。为了防止焊缝夹钨，在用接触引弧法时，可先在一块引弧板上引燃电弧，然后再将电弧移到焊缝起点处。(2) 焊接 焊接时为了得到良好的气保护效果，在不妨碍视线的情况下应尽量缩短喷追到焊件的距离，采用短弧焊接，一般弧长4-7mm。焊枪与焊件角度的选择也应以获得好的保护效果，便于填充焊丝为准。平焊，横焊或仰焊时，多采用左焊法。厚度小于4mm的薄板立焊时，采用向下焊或向上焊均可，板厚大于4mm的焊件，多采用向上焊。要注意保持电弧一定高度和焊枪移动速度的均匀性，以确保焊缝熔深、熔宽的均匀，防止产生气孔和夹杂等缺陷；为了获得
29、必要的熔宽，焊枪除作匀速直线运动外，允许作适当的横向摆动。在需要填充焊丝时，焊丝直径一般不得大于4mm，因为焊丝太粗易产生夹渣和未焊透现象。填充焊丝在熔池前均匀地向熔池送入，切不可扰乱氩气气流。焊丝的端部应始终置于氩气保护区内，以免氧化。焊接时为了加强气保护效果，提高焊缝质量，还可以采取：加挡板、扩大正面保护区、反面保护。焊缝在收弧处要求不存在明显的下凹以及产生气孔与裂纹等缺陷，为此，在收弧处应该添加填充焊丝多使弧坑填满，这对于焊接热裂纹倾向较大的材料时，尤为重要。此外，还可采用电流衰减方法和逐步提高焊枪的移动速度或工件的转动速度，以减少对熔池的热输入来防止裂纹。在焊接拼板接缝时，通常采用引出
30、板将收弧处引出焊件，使得易出现缺陷的收弧处脱离焊件。熄弧后，不要立即抬起焊枪，要使焊枪在焊缝上停留3-5s，待钨极和熔池冷却后，再抬起焊枪，停止供气，以防止焊缝和钨极受到氧化。至此焊接过程便告结束，应关断焊机，切断水、电、电路。 2.3.2 实验设备的选择 试验中将使用的设备如图2-2、2-3、2-4 所示： 图2-2数码金相显微仪(XJP-6A) 图2-3 P-1型金相试样抛光机 图2-4 钨极氩弧焊焊机 2.4 本章总结1. 焊接方法的选择，本试验焊接方法选用钨极氩弧焊（TIG）焊。2. 对应焊接方法的工艺介绍及焊接材料的选择，试验中主要的焊接材料有纯铜（T2）、奥氏体不锈钢、焊丝HS20
31、1。第3章 实验结果及分析 3.1 焊接接头金相组织分析内容金相分析是金属材料试验研究的重要手段之一，采用定量金相学原理，由二维金相试样磨面或薄膜的金相显微组织的测量和计算来确定合金组织的三维空间形貌，从而建立合金成分、组织和性能间的定量关系。将计算机应用于图像处理，具有精度高、速度快等优点，可以大大提高工作效率。焊接接头金相组织分析，一般先进行宏观分析，再进行有针对性的显微金相分析。1. 接头宏观组织的显示 宏观组织检查的主要内容是，观察焊接接头的各部组织宏观形态，如柱状晶、等轴晶、树枝晶的结构及分布，焊缝及热影响区的宽度，过热区的宽度，可以从中了解焊接工艺变动时，对热影区宽度的影响，对钢的
32、结晶组织的影响。观察焊缝凝固过程形成的缺陷，如裂缝、气孔、夹渣及母材的融合的非金属夹杂物，或焊后热处理产生的各种缺陷。通过宏观组织的检查、研究焊接接头结晶过程中引起的成分偏析情况。检查焊缝金属与母材的融合情况，显露焊接接头的熔合线的位置。低倍分析，可以了解焊缝柱状晶生长变化形态、宏观偏析、焊接缺陷、焊道横截面形状、热影响区宽度和多层焊道层次情况；断口分析，可以了解焊接缺陷的形态、产生的部位和扩展的情况。2. 焊接接头显微组织的显示 化学试剂侵蚀显示方法是在金相组织显示中是最常用的。主要应用化学药品作为溶质，分为有机或无机酸类，各种碱类、盐类溶剂的主要是应用甘油、酒精、蒸馏水。这些配制的试剂都有
33、一定的腐蚀作用。使用、配制时应当小心谨慎，按操作规程在腐蚀实验室进行。对有毒药品要严加管理。化学侵蚀显示金属组织方法，使用简便，试剂配制容易。3. 金相腐蚀液的选用与配制 试验中选用的金相腐蚀液为氯化高铁盐酸水溶液：氯化高铁：盐酸：水为30g：100ml：50ml，如图3-1所示，应用范围：不锈钢、R45、HK40等耐热钢、铜及铜合金焊件。侵蚀剂配制时需要严格按组分及组分次序加入。腐蚀时间为：不锈钢710s，紫铜45s。 图3-1 氯化高铁盐酸水溶液 3.2 试验结果及分析异种材料焊接的熔合区组织：异种材料焊接由于化学成分和组织差别很大，在熔合区存在着化学成分的过渡，在焊接过程热处理及运行中熔
34、合线两侧化学成分会发生变化-碳迁移和合金元素扩散再分配，使得熔合线两侧组织发生了复杂变化。 3.2.1 TIG焊实验结果及分析1.TIG焊时所用的实验数据： 材料板厚：23mm，预热温度：300，钨极直径：23mm，焊丝直径：3.0mm，喷嘴直径：810mm，焊接电流：175225A，氩气流量：610（Lmin），电源极性：直流正接，焊接速度：1.76mms，送丝速度：2mms，破口形式：不开坡口。所得焊件不开坡口背面成形如图3-2所示。图3-2 不开坡口背面成形图3-2为焊件不开坡口背面成形图，从图片上可以看出焊缝处不是很均匀，并且没有焊透，使之力学性能下降。可见，虽然是薄板焊接，开坡口也是
35、需要的。所以焊缝坡口形式就是焊接过程中重要的工艺参数之一。开坡口的目的在于使焊接生成顺利进行，确保焊接质量的接头性能，减小焊接变形和焊接材料的消耗，带来良好的经济效益。坡口形式的选择，不仅直接影响到焊接结构的生成成本，而且将直接影响到接头的化学成、组织和力学性能。因此，正确选择合理坡口形式，对焊接生产质量将有重大的现实意义。2. TIG焊时所用的实验数据： 材料板厚：23mm，预热温度：不预热，钨极直径：23mm，焊丝直径：3.0mm，喷嘴直径：810mm，焊接电流：175225A，氩气流量：610（Lmin），电源极性：直流正接，焊接速度：1.76mms，送丝速度：2mms，破口形式：不锈钢
36、45、铜45。所得焊件铜不预热背面成形如图3-3所示。图3-3 铜不预热焊件背面成形图3-3焊件铜不预热背面成形图，从图片上可以看出母材很难熔化，填充焊丝也与母材不易熔合，这个和铜的物理性能有关。铜的导热率比铁大7-11倍，厚度越大，散热越快，越难达到熔化温度。因此，焊接操作时，铜件要高温预热后才可以焊接。3. TIG焊时所用的实验数据： 材料板厚：23mm，预热温度：300，钨极直径：23mm，焊丝直径：3.0mm，喷嘴直径：810mm，焊接电流：175225A，氩气流量：610（Lmin），电源极性：直流正接，焊接速度：1.76mms，送丝速度：2mms，破口形式：不锈钢45、铜45。所得焊件正面成形如图3-4所示；背面成形如图3-5所示。 图3-4 焊件正面成形图3-5 焊件背面成形图3-4和图3-5为焊件正面和背面成形图，从图片上可以看出这组焊接参数得到的焊