铜/不锈钢异种金属的焊接性特点

根据铜-铁相图可以发现,CuFe在极高的焊接温度下发生熔化后可以无限固溶。这是因为,由的铜、铁的化学性能参数可知,CuFe在多数的化学性能方面都比较相近。在较高温度下,这两种金属可以相互溶解,这对于接头界面原子的相互扩散及提高接头的结合质量有极大帮助。

但是,在温度较低时,CuFe的溶解度较小,为有限固溶。当温度为850°C时,CuFe中的溶解度为1.4%。当温度为760°C650°C时,FeCu中的溶解度分别仅为0.46%0.2%。若温度进一步降低,并不会使FeCu中的溶解度发生显著改变。

1.2为铜和铁的热物理性能参数,由表可知,铜和铁的诸多热物理性能存在较大差异,这极大阻碍了铜和不锈钢的焊接。这些热物理性能的差异使得铜和不锈钢的焊接过程中,容易出现以下几点问题:

(1)由于铜的热导率远大于铁,因此铜散热快,不锈钢散热慢,导致部分接头界面未焊合;

(2)铜和不锈钢焊接时,在焊缝处易生成低熔点共晶体,大幅降低晶粒间的相互结合力;

(3)由于铜和铁的熔点相差较大,在冷却过程中,不锈钢母材会优先凝固,且在热影响区产生裂纹。

由上述分析可知,铜和不锈钢在焊接过程中存在较多的约束,这是由两者的热物理性能及化学特性综合影响所造成的。因此,研究铜和不锈钢的焊接过程并分析其界面成形原理,对提高铜/不锈钢异种金属焊接接头的结合质量十分重要。

文章作者:不锈钢管|304不锈钢无缝管|316L不锈钢厚壁管|不锈钢小管|大口径不锈钢管|小口径厚壁钢管-浙江至德钢业有限公司

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