你認(rèn)識銅止水嗎?它又如何進行焊接呢?

銅止水，又稱紫銅止水片，呈玫瑰紅色，因表面形成氧化銅膜呈紫色而得名，通常由電解法制作而成，也稱電解銅，主要用于水利工程中的底板與閘墩間伸縮縫中，從而防止地下水滲透，由于銅優(yōu)良的可加工性、良好的伸縮性能，使其不容易發(fā)生斷裂。

紫銅止水片，其主要特點有:抗腐蝕能力強；強度高，能承受較大的變形；外觀輪廓清晰，無裂紋、壓折，凹坑。適用于各類高級水工建筑的基礎(chǔ)止水、壩身止水、壩頂止水、廊道止水，以及壩體內(nèi)孔洞止水、廠房止水、溢流面下橫縫之水等，是防止疏漏最理想的產(chǎn)品。焊接止水銅片主要分為三種辦法如下：
氣焊：在氣焊的過程中可以采用有脫氧元素的焊絲和紫銅絲，并采用氣劑301作為助溶劑。同時，在氣焊的過程中，可以選擇性焰來焊接紫銅。

手工電弧焊接：這種焊接方式主要采用紫銅焊條107.在焊接前，要先對焊接邊緣進行清理，同時保證焊接器件大于4mm。另外，焊前必須提前預(yù)熱，并將預(yù)熱溫度控制在400-500度左右。而在銅焊條進行焊接時應(yīng)盡可能使用短弧，采用直流反接的電源。

手工氬弧焊接：手工氬弧焊接采用的是有絲201或紫銅絲，通常采用的是直流正接。在焊接之前，需要對焊機邊緣和焊接表面的化學(xué)物質(zhì)清理干凈，避免在焊接過程中產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷。具體清理方法可以采用化學(xué)藥品清理法或者機械清理法。
紫銅止水焊接件要求無孔洞、斑點、砂眼、裂紋，且表面應(yīng)光滑，無滲水、漏水現(xiàn)象。 在工廠加工的銅止水片一抽查為主，抽查數(shù)量不少于接頭總數(shù)的20%。而在現(xiàn)場焊接的接頭，應(yīng)逐個進行外觀和滲透檢查。一、止水銅片焊接的方法

 1．氣焊

  將銅止水接頭對接，搭接接頭和丁字接頭盡量少采用。氣焊可采用兩種焊絲，一種是含有脫氧元素的焊絲，如絲201、202；另一種是一般的紫銅絲和母材的切條，采用氣劑301作助熔劑。氣焊紫銅時應(yīng)采用中性焰。

2．止水銅帶手工電弧焊
  采用紫銅焊條銅107，焊芯為紫銅（T2、T3）。焊前應(yīng)清理焊接處邊緣。焊件厚度大于4毫米時，焊前必須預(yù)熱，預(yù)熱溫度一般在400~500左右。用銅107焊條焊接，電源應(yīng)采用直流反接。  焊接時應(yīng)當(dāng)用短弧，焊條不宜作橫向擺動。焊條作往復(fù)的直線運動，可以改善焊縫的成形。長焊縫應(yīng)采用逐步退焊法。焊接速度應(yīng)盡量快些。多層焊時，必須徹底清除層間的熔渣。 焊接應(yīng)在通風(fēng)良好的場所進行，以防止銅中毒現(xiàn)象。焊后應(yīng)用平頭錘敲擊焊縫，消除應(yīng)力和改善焊縫質(zhì)量。

  3．手工氬弧焊 

  采用的焊絲有絲201(特制紫銅焊絲)和絲202，也采用紫銅絲，如T2。 焊前應(yīng)對工件焊接邊緣和焊絲表面的氧化膜、油等臟物都必須清理干凈，避免產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷。清理的方法有機械清理法和化學(xué)清理法。 對接接頭板厚小于3毫米時，不開坡口；板厚為3～10毫米時， 開V型坡口，坡口角度為60~70o； 板厚大于10毫米時，開X型坡口，坡口角度為60~70o；為避免未焊透，一般不留鈍邊。根據(jù)板厚和坡口尺寸，對接接頭的裝配間隙在0.5～1.5毫米范圍內(nèi)選取。

  銅止水手工氬弧焊，通常是采用直流正接，即鎢極接負(fù)極。為了消除氣孔，保證焊縫根部可靠的熔合和焊透，必須提高焊接速度，減少氬氣消耗量，并預(yù)熱焊件。板厚小于3毫米時，預(yù)熱溫度為150~300；板厚大于3毫米時，預(yù)熱溫度為350~500。預(yù)熱溫度不宜過高，否則使焊接接頭的機械性能降低。 
還有紫銅的碳弧焊，碳弧焊使用的電極有碳精電極和石墨電極。紫銅碳弧焊所用的焊絲和氣焊時一樣，也可用母材剪條，可用氣焊紫銅的助熔劑，如氣劑301等。

 

二、紫銅在焊接時存在的主要問題   

1．焊透性差，易變形

  紫銅的導(dǎo)熱率在室溫時比低碳鋼約大8倍，在1000時要大10倍，使得焊接區(qū)不容易加熱到熔點，致使母材難以熔化，填充金屬和母材不能很好熔合，產(chǎn)生未焊透和未熔化現(xiàn)象。因此，焊接時要使用大功率熱源(火焰能率高)，通常在焊接前還需采取預(yù)熱措施。另一方面，紫銅的線膨脹系數(shù)比低碳鋼要大50％以上，由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)時收縮率也較大，再加上銅的導(dǎo)熱能力好，使焊縫熱影響區(qū)寬，如果工件剛度不大，又無防變形措施，在焊件焊后就會產(chǎn)生嚴(yán)重的變形。 

2．易氧化

焊接接頭機械性能低。銅在常溫下不容易氧化，但當(dāng)溫度升高到300以上時，其氧化能力便很快增大。當(dāng)溫度接近熔點時，其氧化能力最強，生成氧化亞銅(Cu2O)。在焊縫金屬結(jié)晶時，氧化亞銅和銅會形成低熔點共晶體(1064)，分布在銅的晶界上，使焊接接頭力學(xué)性能大為降低，其強度可降低到只有母材的1／2～1／3。又由于銅是單相組織，沒有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，也沒有重結(jié)晶和細化晶粒的作用，因此，焊后焊縫金屬都是粗大的晶粒組織，所以也造成了焊后焊縫的機械性能一般低于基本金屬，尤其是接頭部分的塑性和韌性，降低更為明顯。 

  3．氣孔

 氣孔是銅焊接時的一個主要問題。大量試驗研究和生產(chǎn)實踐表明，紫銅焊縫對氫氣孔的敏感性比低碳鋼焊縫要高得多。其原因是：一方面銅的導(dǎo)熱系數(shù)高，使得銅焊縫的結(jié)晶凝固過程特別快，因而在高溫時所溶解在焊縫中的氫不易上浮逸出，就在焊縫中形成氣孔；另一方面，試驗表明，銅在高溫時吸收氫量的能力比低碳鋼也大得多，這也是為什么銅對氫氣孔特別敏感的原因。 

   4．裂紋

  紫銅在焊接時，在焊縫和近縫區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的裂紋，其中最常見的是熱裂紋。熱裂紋的傾向與兩個因素有關(guān)：一是焊縫中雜質(zhì)的影響；一是焊接過程中所產(chǎn)生的應(yīng)力。銅在高溫時易氧化成氧化亞銅，在凝固時，氧化亞銅不溶于固體銅中，因此析出的氧化亞銅與銅形成脆性的共晶體分布于晶界上，使銅變脆，易形成裂紋。此外，鉛(Pb)和鉍(Bi)也是銅的主要有害雜質(zhì)，它們幾乎不溶于銅，在結(jié)晶時析出并與銅形成低熔點共晶體，即使在焊縫中含量很低也會形成裂紋。