4.4 有色金属焊丝
4.4.1 铝及铝合金焊丝
铝及铝合金的焊接,常用与母材成分相近的焊丝。在纯铝焊丝中加入Fe、Si元素,以防止形成热裂纹;对有腐蚀要求的焊缝,应选取纯度高一级的纯铝焊丝;为弥补铝镁合金焊接时镁的烧损,焊丝中的含镁量要比母材高1%~2%。加入0.05%~0.20%的钛,能细化晶粒,使硬铝焊缝具有一定的抗裂性,但接头强度较低。
常用铝及铝合金焊丝主要化学成分见表4-10。
表4-10 铝及铝合金焊丝主要化学成分(GB 10858—2008)
注:SAlMg-1中的Cr为0.05%~0.20%;SAlMg-2中的Cr为0.15%~0.35%;SAlMg-3中的Cr为0.05%~0.25%;SAlMg-5中的Zr小于0.25%;SAlCu中的V为0.05%~0.15%,Zr为0.10%~0.20%。
4.4.2 钛及钛合金焊丝
钛及钛合金焊丝的主要化学成分和力学性能见表4-11。
表4-11 钛及钛合金焊丝的主要化学成分和力学性能(GB/T 3623—2007)
注:1.TA0ELI~TA3ELI的杂质含量较少,其H值均为0.008%。
2.TA4的N≤0.04%。
3.TA9含有Pb为0.12%、N为0.03%。
4.TA0含有Mo为0.20%~0.40%、Ni为0.60%~0.90%、N小于0.03%。
4.4.3 镍及镍合金焊丝
镍及镍合金焊丝的主要化学成分如表4-12所示。
表4-12 镍及镍合金焊丝的主要化学成分(GB/T 15620—2008)
注:1.序号为8、10、12、13、15的焊丝中的Co≤2.5%;序号为16、11、9、18的焊丝中的Co分别为≤2.0%、≤1.0%、≤0.2%、≤0.5%。
2.序号为1、2、3、5、6、7、14、16、17的焊丝中的Ti分别为2.0%~3.0%、1.5%~3.0%、≤0.75%、2.5%~3.5%、0.6%~1.15%、≤0.4%、≤0.5%、≤0.7%、0.7%~1.5%。
3.序号为8、9、10、15的焊丝中的V分别为0.20%~0.40%、≤0.50%、≤0.60%、≤0.35%。
4.序号为8、9、10、12、13、18的焊丝中的W分别为≤1.0%、≤0.50%、≤1.0%、0.2%~1.0%、3.0%~4.5%、≤1.50%。
5.序号为3、4、7、12、14、18的焊丝中的Nb+Ta分别为2.0%~3.0%、1.5%~3.0%、4.75%~5.5%、1.75%~2.5%、3.15%~4.15%、≤0.50%。
6.序号为1、5、7、14的焊丝中的S≤0.015%;序号为9的焊丝中的S≤0.02%;序号为6、8、10、13、15、18的焊丝中的S≤0.03%。
7.序号为7、9的焊丝中的P≤0.015%;序号为2、14的焊丝中的P≤0.02%;序号为8的焊丝中的P≤0.025%;序号为1、3、6、17的焊丝中的P≤0.03%;序号为10、13、15、16、18的焊丝中的P≤0.04%
4.4.4 铜及铜合金焊丝
纯铜焊丝用于脱氧铜和电解铜的焊接,其导电和传热性能相匹配。铜及铜合金焊丝的分类和牌号见表4-13;铜及铜合金焊丝的主要化学成分见表4-14。
表4-13 铜及铜合金焊丝的分类和牌号(GB/T 9460—2008)
注:牌号表示方法是以焊丝的“焊”和“丝”字汉语拼音第一个字母“H”和“S”作为牌号的标记,“HS”后面的化学元素符号表示焊丝的主要组成元素,元素符号后面的数字表示顺序号。
表4-14 铜及铜合金焊丝的主要化学成分(GB/T 9460—2008)
①微量元素可不分析。
注:1.杂质元素总和≤0.50%。
2.201中的P≤0.15%、Pb≤0.02%;221~224中的Pb≤0.05%;231中的P≤0.25%,Pb≤0.05%;234中的P≤0.02%、Pb≤0.20%、Ti为0.2%~0.5%、S≤0.01%;212中的P为0.10%~0.35%;211~214中的Pb≤0.20%。
HS224称为硅黄铜焊丝。该焊丝中含Si为0.30%~0.70%,可以防止锌的蒸发、氧化,降低黄铜焊接时的烟雾,提高焊缝金属的流动性。
HS222含Fe 0.25%~1.2%、Sn 0.8%~1.1%及Si 0.04%~0.15%。焊丝中加入铁是用来提高黄铜强度、硬度,但塑性有所降低。铁与锌形成的高熔点Fe3Zn10化合物成为凝固时的核,促使焊缝金属晶粒细化。此外,其流动性较好,有利于消除气孔和得到较满意的力学性能。
HS223含有Sn 0.5%~1.5%,焊丝中Sn、Si能提高液体金属的流动性,且Si还可有效地控制Zn的蒸发。
铝青铜焊丝含有7.0%~9.0%的Al,铝是强烈的脱氧元素,在铜合金元素中含有适量的铝,可细化焊缝金属组织,得到高的接头塑性、耐蚀性。含有3%铝的铜铝合金焊缝,组织比较细腻,塑性高,但强度略有降低。铜合金焊缝中铝含量达到7.0%~9.0%时,焊缝金属塑性提高,即使是承受高应力的焊接结构,仍具有良好的抗裂性能。但焊缝中铝的含量过高(如大于10%)时,会形成氮化物及Al2O3薄膜,导致接头脆化。
4.4.5 镁焊丝
镁焊丝的化学成分及其应用如表4-15所示。
表4-15 镁焊丝化学成分及其应用(AWSA5.19)
①最小值。
②Cu≤0.05%;Fe≤0.005%;Ni≤0.005%;Si≤0.05%;Be≤0.0008%。