黄铜阀激光焊热裂纹的形成原因及改进措施

王艳，张丽，孟宪阔，赵鹏飞，吴世品

1.丹佛斯（天津）有限公司全球服务（中国）技术中心 天津 301700

2.天津大学材料科学与工程学院 天津 300072

1 序言

黄铜具有良好的耐蚀性，耐低温，冷、热加工性和力学性能等特点，广泛应用于制造阀门、水管及空调内外机连接管等[1-2]。热锻黄铜阀在生产制造过程中，阀体和阀尾的连接常采用钎焊、惰性气体保护焊和激光焊等方法[3-4]。而激光焊具有热源集中、热影响区小、变形小及节能环保等优点，因此在黄铜阀的焊接中具有广阔的应用前景[2]。

然而，黄铜是铜-锌合金（Cu-Zn），导热系数高，线膨胀系数大，而且黄铜中的Zn在高温时易蒸发。因此，在焊接过程中，黄铜焊接接头易出现气孔、难熔合和裂纹等缺陷[1，5]。其中，热裂纹是黄铜阀激光焊过程中最为常见的缺陷[6]。热裂纹的形成使黄铜阀发生泄漏，而且难以返修，导致黄铜阀在生产制造过程中的报废率较高。本文针对黄铜阀激光焊焊缝产生的热裂纹，分析了热裂纹的形成原因和控制措施，对于生产制造过程中避免形成热裂纹，提高产品合格率有重要的指导意义。

2 试验方法

阀体材料为黄铜合金，采用直读光谱仪（SPECTRO LAB LAVM10）测试的化学成分，见表1。黄铜阀体的焊接接头形式为对接，采用激光焊自熔不填丝的方式焊接。焊接后，采用体式显微镜观察焊接接头，并标记裂纹位置。将带裂纹的焊接接头切割成两部分，其中一部分裂纹沿纵向扩展方向打开，采用扫描电子显微镜观察裂纹的宏观和微观断口形貌。……