薄銅板

薄銅板 Light Copper 應包括混雜的無合金的廢銅板，含銅量為92%（最低含量88%）。包括薄銅板、流水槽、落水管、銅壺、熱水器及類似的廢銅。不得含有：燒過的細銅線、包覆銅件、電鍍板、磨屑料、未完全燒過的電線、散熱器、冰櫃零件、印刷線路板、篩網、含焊錫過高的廢銅、黃銅和青銅、過量的油、鐵和非金屬、灰渣泥土。

基本介紹

• 中文名：薄銅板
• 外文名：Copper sheet
• 學科：機械工程
• 領域：材料
• 含銅量：為92%
• 最低含量：88%

簡介

薄板焊接技術在國防、航空、化工及電子等領域的套用越來越普遍, 薄板的焊接也越來越多。因此, 進一步研究薄板焊接工藝十分必要。焊接1 mm 厚以下的薄板, 由於其自身拘束度小, 很容易出現常見的焊接燒穿和未熔合等缺陷。如果要防止出現上述缺陷, 關鍵是要嚴格控制焊接接頭上的熱輸入量, 力求在能完成焊接的前提下儘量減小熱輸入量, 從而減小熱影響區。在此針對0.22 mm 厚的T2 純銅薄板進行焊接工藝的可行性研究。

薄銅板焊接的問題及對策

薄板焊接的質量控制包括薄板切割、裝夾、施焊、焊後處理等，其中還要考慮所採用的焊接方法、有效的變形控制措施等。純銅的焊接性是比較好的，應注意以下兩方面的要求：(1)儘量採用加熱面積小、能量密度大、功率相對較大的焊接方法，以保證母材良好熔合，防止變形；(2)採用惰性氣體保護防止工件被氧化。純銅薄板的焊接可選用TIG焊工藝滿足上述要求，其他方面的問題主要是薄板焊接常遇到的變形、燒穿和未熔合等。

熔池受力分析

焊接質量的好壞對工件的最終成形質量有直接影響。由於焊接參數的變化，焊縫極易焊穿或者未焊透。所以要嚴格控制焊接各參數，包括：焊接電流、電弧電壓、焊接速度的合理選擇與匹配、氣體的純度和流量等。

一般情況下，熔池主要受到的作用力有：電弧作用力，熔池金屬重力，熔池金屬界面張力。當熔池金屬體積、質量、熔寬一定時，熔池深度取決於電弧力的大小，熔深和電弧力又與焊接電流相關，熔寬則由電弧電壓決定，界面張力的大小與固液界面和表面情況有關。

但是如果熱輸入量太小的話又會出現未熔合，所以熱輸入應控制在一個合適的範圍內。就薄板焊接而言，這個範圍非常小，所以一定要嚴格控制各相關參數，以獲得良好的焊接質量。

焊接變形

薄板焊接變形具有複雜性、多元性，且隨著板厚的減小，抵抗彎曲變形性能降低，這是薄板焊接變形控制困難的主要原因。由於焊接薄板傳熱速度快，焊接過程中的熱作用和焊縫冷卻收縮致使後段尚未焊接的組對邊發生嚴重的翹曲變形，使焊接無法繼續進行。焊接過程中的局部高溫加熱和快速冷卻在焊縫及其近縫區的母材內產生熱應變和壓縮塑性應變，進而產生內應力，也會最終導致構件的縱向撓曲變形和角變形等。所以在保證焊縫成形良好的情況下，應儘可能採用小的焊接熱輸入，才能保證焊接應力和變形均較小。

有多種方法可以防止焊接變形。當薄板面積較大、焊縫較長時，可採用壓鐵法，分別放在焊縫兩側來減小焊接變形。本研究採用剛性固定法，設計合理的組對組焊夾具，將焊件固定起來進行焊接,增加其剛性，達到減小焊接變形的目的，保證裝配的幾何尺寸。但應儘量減少焊接裝配過程中引起的應力，如果該應力超過臨界變形應力就可能發生變形。

夾具

為了有效防止焊接變形，選用琴鍵式夾具來夾緊工件。焊接時, 先用對齊工具將工件對齊，然後用夾具將其固定, 從而限制焊接過程中工件的變形。使用過程中主要應注意以下幾點：第一，工件一定要對齊，不能有錯邊，而且要保證兩個工件完全接觸；第二，保證各個壓塊都已壓緊工件，否則工件各個部位的導熱情況就會有區別，並影響焊接質量, 甚至無法焊接成形；第三，保證鎢極嚴格對準焊縫中心。

易產生的焊接缺陷及預防措施

銅薄板焊接很容易產生焊接缺陷，為得到高質量產品, 防止缺陷的產生, 首先必須保證幾點：

(1)平板對接時，採用引弧板和熄弧板。引弧時不允許鎢極與工件接觸，不得在母材或焊縫區直接引弧，應將鎢極在引弧板上燃燒並行走穩定後，再引到焊縫處焊接；當焊槍移動到熄弧板時再停止。

(2)平板對接焊前要試走一遍，保證鎢極移動方向與焊縫方向嚴格相同，鎢極末端不能與焊件接觸，以防止短路或者損害鎢極。

(3)在開始焊接時，必須保證不燒焦或燒熔墊板。

所發生的缺陷及預防措施：

(1)燒穿。

引起燒穿的原因有：焊接參數不匹配、錯邊、焊縫表面不平整、保護氣體不足等，所以試驗前一定要做好準備工作，保證工件對齊、平整、沒有錯邊，然後再適當調整焊接參數。

(2)未焊透。

產生原因有：焊接電流與焊接速度不匹配、保護氣體不足等，可以通過對焊接過程的控制避免未焊透的產生。

(3)焊偏。

這主要是由於鎢極行走軌跡與焊縫方向不重合導致。預防措施：焊接之前先試走一邊，確定鎢極行走方向與焊縫方向重合後再施焊。

(4)焊縫不均勻。

試驗中發現某些情況下會出現：焊縫大部分成形良好，但是還有一部分未熔合或者焊穿。產生原因：工件表面不平整或焊槍行走過程中有震動，導致電弧長度發生變化所引起的。解決方法：保證設備精度滿足要求，夾緊工件時保證工件表面平整。另外，如果夾具的各個夾緊塊的壓緊程度相差很多，會使焊縫的各區段散熱情況不一樣，也會出現上述缺陷。

(5)夾雜。

這主要是由於工件表面有油污等雜質造成的，所以焊接時一定要保證工件表面潔淨。另外，還要選擇合適的鎢極尺寸和尖端形狀，準確控制鎢極高度以防止夾鎢。

總結

(1)薄板對接必須嚴格控制設備的精度以及工藝參數的匹配，特別是電流和焊接速度之間的搭配，其工藝參數的調整範圍極小。

(2)焊接速度不同會影響焊接過程中的熱傳導，從而影響用於母材熔化的熱量在總熱量中所占的比例, 並進一步影響焊接效果，所以在進行薄板焊接時一定要綜合考慮各種因素，使各參數匹配適當。

(3)要防止焊接缺陷的出現必須綜合採取各種措施，控制各個影響因素，並嚴格控制焊接參數及焊接過程。