Schweißeigenschaften von Kupfer und seinen Legierungen:
(1) Schwierig zu schmelzen und während des Schweißens leicht zu verformen.
Die Wärmeleitfähigkeit von Kupfer und seinen Legierungen ist relativ hoch und seine Wärmeleitfähigkeit ist 7-mal höher als die von Eisen bei 20 Grad; 11 mal größer als die von Eisen bei 1000 Grad. Die Wärmeleitung ist zu schnell und es kann leicht zu einer unvollständigen Durchdringung, unvollständigen Verschmelzung oder sogar zum Schweißen kommen. Das Vorwärmen ist auch dann erforderlich, wenn eine Wärmequelle mit konzentrierter Wärme (Argon-Lichtbogenschweißen, Plasmaschweißen usw.) verwendet wird. Kupfer hat einen großen linearen Ausdehnungskoeffizienten und eine große Schrumpfungsrate (die Schrumpfungsrate ist mehr als doppelt so hoch wie die von Eisen), und die Wärmeausdehnung und Kaltkontraktion sind offensichtlich. Außerdem ist die Wärmeleitung schnell, die Wärmeeinflusszone der Schweißnaht sehr breit und die Verformung nach dem Schweißen groß. Wenn die Verformung blockiert wird, wird eine große innere Spannung erzeugt.
(2) Hohe Rißempfindlichkeit
Sauerstoff ist eine schwierig zu entfernende Verunreinigung in Kupfer. Es kommt nicht nur beim Schmelzen und Walzen im Kupfer vor, sondern auch der Spurensauerstoff im Schweißbad bildet mit Kupfer Cu2O. Wenn Kupfer Pb enthält, beträgt das mit Kupfer gebildete Eutektikum 326 Grad. Das niedrigschmelzende Eutektikum schwächt die intergranulare Bindungskraft und verleiht dem Material eine offensichtliche Heißsprödigkeit.
Dabei werden die Festigkeit und Plastizität des Materials durch die hohe Schweißtemperatur stark reduziert; unter der Wirkung der großen inneren Spannung der Hochgeschwindigkeitskühlung, Erstarrung und Schrumpfung der Schweißnaht; im eingespannten Zustand der Verformung der Schweißkonstruktion treten sehr wahrscheinlich Heißrisse auf. Außerdem unterliegen Kupfer und seine Legierungen während des Erwärmungsprozesses keiner Phasenumwandlung, und die Kornwachstumstendenz der Schweiß- und Wärmeeinflusszone ist schwerwiegend, was auch die Bildung von Heißrissen verschlimmert.
(3) Hohe Stomata-Empfindlichkeit
Die Porositätstendenz von Kupfer und seinen Legierungen beim Schmelzschweißen ist viel stärker als die von Weichstahl. Dies liegt daran, dass: ①Wenn die Schweißnaht kristallisiert, der Übersättigungsgrad des im Metall gelösten Wasserstoffs um ein Vielfaches größer ist als der von Stahl; ②Cu2O und H2 oder CO im Schmelzbad erzeugen Wasserdampf oder CO2, Blasen; ③Die Wärmeleitfähigkeit von Kupfer ist mehr als das 7-fache der von Stahl, und bei einer so hohen Abkühlgeschwindigkeit können H2-, CO- und Wasserdampfblasen nur schwer vollständig entweichen und es bilden sich Poren.
(4) Die Festigkeit und Plastizität von Schweißverbindungen werden reduziert
Oxidation, Verdampfung und Verbrennung von Legierungselementen von Kupfer und seinen Legierungen beim Schmelzschweißen; Infiltration von Verunreinigungen; Schwächung der Intergranularität aufgrund des Vorhandenseins von niedrigschmelzendem Eutektikum; Grobe Körner in der betroffenen Zone verringern die Festigkeit, Plastizität, Korrosionsbeständigkeit und elektrische Leitfähigkeit der Schweißverbindung.
