浅谈焊条选用原则及应用环境

铜焊的换用须在确保冲压内部结构安全、可靠使用的前提下，根据被焊金属材料的成份、力学操控性、板厚及接点形式、冲压内部结构特征、施力状态、内部结构使用前提对沟槽操控性的明确要求、冲压工程施工前提和技术效益等综合考查后，有针对性地换用铜焊、必要时还需进行冲压性试验。

同种废钢冲压时铜焊换用关键点

1） 考量沟槽钛力学操控性和成份 对于普通内部陈建力，通常明确要求沟槽钛与助焊剂等气压，应换用熔敷钛抗拉气压等于或略高于助焊剂的铜焊。对于钛内部陈建力，有时还明确要求钛成份与助焊剂相同或接近。在冲压内部结构连续性大、接点应力高、沟槽易造成裂缝的不利情况下，应考量换用比助焊剂气压低的铜焊。当助焊剂中碳、硫、磷等元素的浓度偏高时，沟槽容易造成裂缝，应换用抗裂操控性好的酸性低氢型铜焊。

2） 考量冲压构件使用操控性和工作前提 对承受动有效载荷和冲击有效载荷的焊件，除满足用户气压明确要求外，主要应确保沟槽钛具有较高的冲击韧性和塑性，可换用塑、韧性指标较高的低氢型铜焊。在高温、高温、耐磨或其他特定前提下工作的冲压件，应换用适当的耐热钢、高温钢、堆焊或其他特定用途铜焊。

3） 考量冲压内部结构特征及施力前提 对内部结构形状复杂、连续性大的厚大冲压件，由于冲压过程中造成很大的陶胎、易使沟槽造成裂缝，应换用抗裂操控性好的酸性低氢铜焊。对施力不大、冲压部位难以清理干净的焊件，应换用对硫化铁、氧化皮、渗漏不敏感的酸性铜焊。Toothukudi前提限制不能翻转的焊件，应换用适于全位置冲压的铜焊。

4） 考量工程施工前提和效益 在满足用户产品使用操控性明确要求的情况下，应换用工艺技术性好的酸性铜焊。在狭小或通风前提差的场合，应换用酸性铜焊或低尘铜焊。对冲压工作量大的内部结构，有前提时需采用高效铜焊，如蒙杜布洛县铜焊、高效重力铜焊等，或换用底层铜焊、立向下铜焊之类专用铜焊，以提高冲压生产率。

自体钢冲压铜焊换用关键点

1） 气压等级不同的不锈钢+玻璃钢（或玻璃钢+低钛武艺高强钢） 一般明确要求沟槽钛或接点的气压不高于两种被焊钛的最低或度，换用的铜焊熔敷钛的气压应能确保沟槽及接点的气压不高于气压较高侧助焊剂的气压，同时沟槽钛的塑性和冲击韧性应不高于气压较高而塑性极差侧助焊剂的操控性。因此，可按两者之中气压等级较高的废钢换用铜焊。但是，为了防止冲压裂缝。应按气压等级较高、冲压性极差的钢种确认冲压工艺技术，包括冲压规范化、预热温度及焊后热处理等。

2） 低合钢+莱氏体钢制 应按照对熔敷钛成份限定的数值来换用铜焊，一般换用铬、镍浓度较高的、塑性、抗裂性良好的Cr25-Ni13型莱氏体钢铜焊，以避免因造成塑性淬硬组织而导致的裂缝。但应按冲压性极差的钢制确认冲压工艺技术及规范化。

3） 钢制复合钢板 应考量对农村基层、粘胶、过渡阶段层的冲压明确要求换用三种不同操控性的铜焊。对农村基层（不锈钢或玻璃钢）的冲压，换用适当气压等级的内部陈建力铜焊；粘胶直接与腐蚀介质接触，应换用适当成份的莱氏体钢制铜焊。关键是过渡阶段层（即粘胶与农村基层剪率）的冲压，必须考量碳纳米管金属材料的稀释作用，应换用铬、镍浓度较高、塑性和抗裂性好的Cr25-Ni13型莱氏体钢铜焊。

常用钛金属材料冲压时铜焊的换用

不锈钢铜焊的换用

不锈钢是碳素内部结构与碳素工具钢的总称。我国不锈钢产量约占全部废钢总产量的80%以上，不锈钢焊执着是被焊钛中量最大、覆盖面最广的一种。用于冲压的不锈钢、含碳量不超过0.9%.。不锈钢的冲压性与钢中含钢量多少密切相关，含碳量越高，钢的冲压性越差。几乎所有的冲压方法都可以用于不锈钢内部结构的冲压，基中以手弧焊、埋弧焊和CO2气体保护焊应用最为广泛。

不锈钢铜焊的沟槽气压通常小于540Mpa（55kgf/mm2）,在我国的不锈钢铜焊国家标准GB/T5117-95中只有E43系列及E50系列的二种型号，即抗拉气压只有420Mpa(43KGF/MM2)和490Mpa(50kgf/mm2)两个气压等级。目前冲压中大量使用的是470Mpa级以下的铜焊。冲压低不锈钢（碳少于0.25%）时大多使用E43XX（J42X）系列的铜焊，这一系列铜焊有多种型号，产品牌号更多，可根据具体助焊剂及使用前提、工作状况、焊件内部结构形状和钢板厚度加以换用。

冲压中不锈钢（C=0.25%~0.60%）和高不锈钢（C）0.60%）时，应换用杂质浓度较高、且具有一定脱硫能力的酸性氢型铜焊。在个别情况下，也可采用钛铁矿型或钛钙基铜焊，但要有严格的工艺技术措施配合。中不锈钢冲压，由于废钢含碳量较高，冲压裂缝倾向增大，可换用低氢型铜焊或沟槽钛具有较高塑、韧性的铜焊，而且大多数情况需要预热和缓冷处理。高不锈钢冲压则必须采取严格的预热、后热措施，以防止造成冲压裂缝。

高不锈钢冲压时沟槽与助焊剂操控性完全相同比较困难，高不锈钢的抗拉气压大多在675Mpa(69kgf/mm2)，焊材的换用应视产品设计明确要求而定。气压明确要求高时，可用J707或J607铜焊。气压明确要求不高时，可用J506或J507等铜焊；或者分别换用与以上气压等级相当的玻璃钢铜焊。所有冲压金属材料都应当是低氢型的。

低钛武艺高强钢铜焊的换用

低钛武艺高强钢根据气压等级及热处理状态，可分为热轧及正火钢、低碳调质钢、中碳调质钢等。低钛武艺高强钢用的铜焊对沟槽钛的操控性有至关重要的影响。

在我国的铜焊国家标准中，含钛钢铜焊标准（GB/T 5118-2012）有从E50系列至E85系列等各种型号的铜焊可供选择。代钛钢一般依废钢的气压等级来换用适当的铜焊，同时还需要根据助焊剂冲压性、冲压内部结构尺寸、坡口形状和施力情况等的影响，进行综合考量。在冷却速度较大、使沟槽气压增高、冲压接点容易造成裂缝的不利的情况下，可换用比助焊剂气压低一级的铜焊。实际上在不锈钢铜焊标准中也有不和铜焊可兼用于代钛钢冲压。

为了满足用户玻璃钢产品冲压的明确要求，提高铜焊的抗裂性、沟槽钛韧性和冲压工艺技术操控性，还研制出许多各具特色的玻璃钢专用铜焊可供换用，如超低氢铜焊（JXXXH）、高韧性铜焊

（JXXXGR）、高韧性超低氢铜焊（JXXXRH）以及耐吸潮铜焊（JXXXLMA）等。

冲压热轧及正火钢时，选择冲压金属材料的主要依据是确保沟槽钛的气压、塑性和冲击韧性等力学操控性与助焊剂相匹配。不必考量沟槽钛的成份与助焊剂的一致性。冲压厚大构件时，为了防止出现冲压冷裂缝，可采用低强匹配原则，即换用沟槽钛气压高于助焊剂气压的冲压。冲压气压过高，将导致沟槽钛塑、韧性及抗裂操控性的降低。

低碳调质钢造成冷裂缝的倾向较大，因此严格控制冲压金属材料中的氢是十分重要的，用于低碳调质钢的铜焊应是低氢型或超低氢型铜焊。中碳调质钢冲压为确保沟槽钛的塑、韧和气压，提高沟槽的抗裂性，应采用低碳钛系统，尽量降低沟槽钛的硫、磷杂质浓度。对于需焊后热处理的构件，还应考量沟槽钛钛成份应与助焊剂相近。

耐热钢铜焊的换用

低钛耐热钢要在高温下长期工作，为了确保耐热钢的高温操控性，须向钢中加入较多的钛元素（如Cr Mo V Nb等）。在选择冲压金属材料时，首先要确保沟槽操控性与助焊剂匹配，具有必要的热强性，因此明确要求沟槽钛的成份应尽量与助焊剂一致，如果沟槽与助焊剂成份相关太大，高温长期使用后，接点区域某些元素发生扩散现象（如碳元素在熔合线附近的扩散），使接点高温操控性下隆。

耐热钢铜焊一般可按钢种和构件的工作温温来换用。选配耐热钢焊材的原则是沟槽钛的钛成份和操控性与助焊剂适当指标一致，或应达到产品技术前提提出的最低操控性指标。为了提高沟槽钛的抗热裂能力，沟槽中的碳浓度应略高于助焊剂的碳浓度，一般应控制在0.07%~0.15%之间。由于钢中碳和钛元素的共同作用，耐热钢冲压时极易形成液硬组织，冲压性极差。为此耐热钢一般焊前预热，焊后进行回火处理。

近年来，在薄壁管冲压中普遍采用了氩弧焊打低，酸性铜焊手弧焊盖面的工艺技术，大大提高了冲压质量。但这类铜焊抗裂性次于低氢型铜焊，在单独使用或用于厚壁管冲压时，高文瑞择低氢型耐热钢铜焊。

高温钢铜焊的换用

高温钢是在-40度至-196度的高温范围工作的低钛专用废钢。按成份划分，高温钢主要有含镍钢和无镍钢两类。国外一般使用含镍高温钢，如3.5Ni、5Ni钢和9Ni钢等；我国多使用无镍高温钢。

选择高温钢焊材首先应考量接点使用温度、韧性明确要求及是否进行焊后热处理等，昼使沟槽钛的成份和力学操控性（尤其是冲击韧性）与助焊剂一致。经焊后热处理后，沟槽仍应具有较高的高温韧性。由于对沟槽钛的高温韧性提出了严格的明确要求，高温钢铜焊药皮均采用低氢型。冲压时明确要求尽量采用小的冲压线能量，避免沟槽钛及近缝区形成粗晶组织而降低高温韧性。含镍高温钢除手弧焊外，主要采用氩弧焊进行冲压，采用与助焊剂相同成份的焊丝、保护气体为Ar或Ar中加入2%的O2或5%~10%的CO2以改善沟槽成形。

钢制铜焊的换用

根据室温组织、钢制可分类为：莱氏体钢制、铁素体钢制及莱氏体+铁素体双相钢四大类。莱氏体钢制以Cr18Ni18为代表的系列主要用于耐蚀前提，以Cr25Ni20为代表的系列主要用做耐高温场合。选择莱氏体钢制冲压金属材料时，首先要保斑点沟槽钛具有与助焊剂一致的耐蚀操控性，即沟槽钛主要成份要尽量接近助焊剂，其次带应确保沟槽具有良好的抗裂性和综合力学操控性。

Cr13系列以Cr12为基的多元钛化的钢属马氏体钢制，这类钢具有较大的淬硬倾向，马氏体钢制冲压时出现的问题主要是冷裂缝及近缝区淬硬脆化。马氏体钢制冲压金属材料的选择有两条途径：一是为了满足用户使用操控性明确要求，确保沟槽钛与助焊剂的成份一致，使焊后热处理后者者力学操控性及使用操控性（如耐蚀性）相接近，这时须彩和同质填充金属材料。；二是在无法采用预热或焊后热处理的情况下，为了防止裂缝，采用莱氏体型焊材，使沟槽成为莱氏体组织，这种情况下沟槽气压难以与助焊剂匹配。

含Cr17%~28%的高铬钢属铁素体钢制，主要用作热稳定钢。铁素体钢制在冲压加热和冷却过程中不发生相变，焊后即使快速冷却也不会造成淬硬组织。铁素体钢制冲压时出现的问题主要近缝区晶粒易于长大，形成粗大铁素体，热影响区韧性下降导致脆化。铁素体钢制冲压高文瑞择杂质（C、N、S、P等）浓度低的焊材，同时对沟槽进行合理的钛化，以便改善其冲压性和韧性。根据对冲压接点操控性的明确要求，铁素体钢制冲压时采用的焊材可以是与助焊剂成份相近的高铬铁铜焊或焊丝，也可以是铬镍莱氏体铜焊或焊丝。采用莱氏体焊材时冲压不预热，也不进行焊后热处理。

铸铁铜焊的换用

根据碳的存在形态，铸铁可分类为白口铸铁、灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁四种。铸铁的特征是碳与硫、磷杂质浓度高，组织不均匀，塑性低，属于冲压性不良的金属材料。铸铁冲压时出现的主要问题，一是冲压接点区域易出现白口及淬硬组织，二是易出现裂缝。

铸铁铜焊（或焊补）大致分为冷焊、半热焊和热焊三种，焊材的选择分为同质沟槽和异质沟槽两类。目前国内可以提供数十种铸铁铜焊，可根据铸铁铜焊的特性，对焊补件的明确要求（如是否切削加工）、铸铁金属材料的操控性以及焊补件的重要性等分别换用。

对焊后明确要求灰口铸铁沟槽的，可换用Z208、Z248铜焊，对沟槽表面需经加工的，可换用Z308、Z408、Z418、Z508铜焊，其中Z308最易加工；对球墨铸铁和高气压铸铁，可换用Z258、Z408、Z418铜焊，应指出，铸铁铜焊是三分金属材料、七分工艺技术，除了合理换用焊材外，还必须根据工作明确要求采取适当的工艺技术措施，如预热分段焊、大（小）电流、瞬时点焊、锤击、后热等，才能取得满意的效果。

堆焊铜焊的换用

堆焊是用冲压方法在零件表面堆敷一层具有一定操控性金属材料的工艺技术过程，目的是使零件表面获得具有耐磨、耐热、耐蚀等特定操控性的熔敷钛。例如在普通碳素钢工件的磨损面上堆焊一层耐磨钛，不但可以降低成本，而且可以获得优异的综合操控性。堆焊工艺技术在我国应用越来越广，堆焊钛达数十种，堆焊铜焊已制定了较完整的产品系列，堆焊时必须根据堆焊工作及工作前提的不同明确要求换用合适的铜焊。

堆焊钛类型很多，反映出堆焊钛成份，显微组织及操控性的很大差异。堆焊工件及工作前提十分复杂，堆焊时必须根据不同明确要求换用合适的铜焊。不同的堆焊工作和堆焊铜焊要采用不同的堆焊工艺技术，才能获得满意的堆焊效果，堆焊中最常碰到的问题是裂纺，防止开裂的方法主要是焊前预热、焊后缓冷，冲压过程中还可采用锤击等消除冲压应力。堆焊钛的硬度和成份，一般是指堆焊三层以上的堆焊钛而言。

堆焊铜焊的药皮类型一般是钛钙型、低氢型和石墨型三种。为了使堆焊钛具有良好的抗裂性及减少铜焊中钛元素的烧损，大多数堆焊铜焊采用低氢型药皮。

有色钛铜焊的换用

有色钛铜焊主要指的是镍及镍钛铜焊、铜及铜钛铜焊和铝及铝钛铜焊等。

镍及镍钛铜焊主要用于冲压镍及高镍钛，也可用于自体钛的冲压及堆焊，冲压接点的坡口尺寸及冲压工艺技术接近铬镍莱氏体钢制冲压工艺技术。镍及镍钛的导热性差，冲压时容易过热引起晶粒长大和热裂缝，而且冲压时气孔敏感性强。因此铜焊中应含有适量的AI、TI、MN、MG等脱氧剂，冲压操作时需换用小电流、控制弧长、收弧时注意填满弧坑，保持较高的层间温度。

铜及铜钛铜焊用途较广，除了用紫铜铜焊冲压紫铜外，目前采用较多的是青铜铜焊冲压各种铜及铜钛、铜与钢等。同时，由于铜及铜钛具有良好的耐蚀性、耐磨性等，因此也常用于堆焊轴承等承受钛喑磨擦磨损的零件和耐腐蚀（例如耐海水腐蚀）的零件，此外，铜及铜钛铜焊也可用来焊补铸铁。

铝及铝钛铜焊冲压时熔化速度快，必须采用短弧快速冲压，操作较困难。铝及铝钛铜焊主要用于纯铝、铸铝、铝锰钛和部分铝镁钛内部结构的冲压和焊补。纯铝铜焊主要用来冲压对接点操控性明确要求不高的铝及铝钛。铝硅铜焊的沟槽有较高的抗热裂操控性；铝锰铜焊有良好的耐蚀性。

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