铜的熔点是1083度,铁的熔点是1535度。
虽然铁的熔点高,但是铜的导热效率以及热容量都比铁要高。
铜的导热系数是401W/mK,铁的导热系数只有80W/mK。
铜足足比铁高了五倍。
在所有金属里面,铜是仅次于白银的导热效率,排在第二位。
而且铜和白银的导热效率相差很小。
所以我们常用的散热器的材料都是铜的。
在焊接的时候,被焊接的物体处在被外源焊接器加热的同时,还在不断的向周围散热和导热。
事实上,被焊接的物体升温是外源输入热量和散热量差值的时间累积结果。
由于焊接器加热源输出功率是固定的,所以加热铜和铁的对比的结果,就是铜的升温速度要远远慢于铁的升温速度。
尤其在焊件的体积较大的时候,这种热量的累积差值是非常明显的。
这就造成了在相同的时间里,铁已经融化,而铜还没有被融化的情况。
所以直观上的感觉就是铜难以焊接。
焊接的时候铜比铁难熔最主要的原因就是铜的导热性很强(铜和大多数铜合金的导热率比普通碳钢大7~10倍),焊接时热量从加热区迅速传到出去,焊件越厚散热越严重。
焊接时难以达到熔化温度。
这个只是铜焊接的难点之一,其实铜焊接还有以下难点。
1)易变形焊接时薄板会产生很大的变形,厚板会产生很大的应力。
同时液态铜表面张力小、流动性大,因此焊缝成型差、熔化金属以流动。
2)热裂纹倾向大铜及铜合金的焊接裂纹一般出现在焊缝上,也有出现在熔合区及热影响区,裂纹呈晶间破坏特征,从其断面可以看到明显的氧化色彩。
3)容易形成气孔熔焊铜及铜合金时,气孔倾向比低碳钢大得多,引起气孔的主要是氢和氧。
主要是气体的溶解度随着温度的降低,急速下降导致气体不能全部排出。
另一方面铜的导热率大,冷却速度相对更快。
4)焊接接头性能下降塑性显著降低:晶粒变粗,低熔点共晶的存在使接头塑性和韧性显著下降。
导电性下降:铜中任何杂质和合金元素的溶入都会降低导热性。
耐蚀性降低:铜中Zn、Mn、Ni等合金元素的蒸发和烧损搜会使接头的耐蚀性降低。
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