紫铜CMT脉冲焊焊接接头的组织与性能_.pdf

现代焊接 M odern Welding 紫铜CMT脉冲焊 焊接接头的组织与性能 文/河南工学院 冯 振 任大新 任爱梅 周慧琳 摘 要：冷金属过渡（CMT-cold metal transfer）焊接技术是一种将焊丝送给运动与熔滴过渡过程进 行数字化协调的电弧焊方法。本文采用冷金属过渡脉冲焊技术，以镍铝青铜ERCuNiAl 焊丝作为填充 材料，对3 mm厚紫铜板进行工艺探索试验。使用万能力学试验机测试焊接接头的力学性能，使用扫 描电子显微镜和光学显微镜分析焊接接头的微观组织，在合适的焊接工艺参数下可以获得成形良 好、内部无缺陷的焊接接头，拉伸试验时接头断裂在热影响区，接头强度可以达到铜母材的80%。 关键词 ：紫铜薄板；CMT脉冲焊；力学性能；微观组织 紫铜以其优良的导电性、导热性、延展性 硬度最大，接头的拉伸强度（231MPa）可达铜 以及在某些介质中良好的抗腐蚀性能而成为电 母材（273MPa）的85%且在热影响区断裂。 子、化工、能源动力、交通运输等工业领域中 冷金属过渡（CMT-cold metal transfer）焊接 高效导热和换热导管、导电抗腐蚀部件的优选 技术是一种将焊丝送给运动与熔滴过渡过程进 [1] [2,3] 材料 。在紫铜连接技术的研究中，A. Durocher 行数字化协调的电弧焊方法。普通的MIG焊，短 等人研究了铜合金Cu-Cr（0.6%~0.9%）-Zr（0.07% 路过渡主要靠着电磁收缩力爆断短路桥，伴随 ~0.15%）的电子束焊，发现合金元素的含量和 着大量的热输入（大电流）和飞溅。而冷金属 [4] 焊接速度对热裂纹有较大的影响。王金凤 研究 过渡技术（CMT—Cold metal transfer ）在熔滴过 了0.1mm厚紫铜板的激光焊焊接工艺，合适的焊 渡瞬间电流输出几乎为零，主要依靠焊丝回抽抖 接工艺参数可以得到焊缝成形良好、强度与母 动和表面张力过渡，从而在焊接过程中大大降低 材相当的焊接接头，焊缝中心区是等轴晶组织， 了焊接热输入，开创了MIG焊几乎无飞溅的历史 焊缝边缘区为细小的胞状晶。T. Sakthivel[5]等人 [6] [7] 记录 。本文在1 mm厚紫铜薄板CMT搭接焊 的基 研究了铜合金（Cu-98.70%，Zn-1.042%）的搅 础上，采用CMT脉冲焊焊接方法对3mm厚紫铜板 拌摩擦焊焊接接头的微观组织和力学性能，接 进行探索性工艺试验，观察分析焊接接头的组织 头可以分为焊核区、热力影响区、热影响区和 形态，分析焊接接头的力学性能和断裂行为。 母材区，焊核区的晶粒最小而热影响区的晶粒