紫铜管的塑性、导热性及耐腐蚀性

紫铜管具有优良的塑性、导热性及性，广泛应用于空调制冷行业。作为热交换和输液管路的铜管通常要与储液罐等其他材质的器件进行连接，目前普遍采用火焰硬钎焊工艺连接。某产品采用TP2（M)紫铜管与低碳钢管经火焰钎焊焊接而成，在焊接后发现该产品在焊接接头靠近紫铜管一侧有开裂现象，废品率达到30%。为找出该产品开裂的原因及提高产品质量，笔者对其进行了理化检验及分析。

化学成分分析结果表明紫铜管原材料中的氧含量为0.018%，高于GB/T5231一1985中对于TP2紫铜中氧含量上限的规定值(00.010%)；在与低碳钢管焊接后其磷含量急剧下降，由0.024%降低为0.002%。金相检验发现开裂紫铜管的显微组织中有较严重的晶间裂纹，局部晶界上可观察到孔洞，此为典型的过热或过烧特征。扫描电镜分析发现，断口以韧窝为主，断面上有孔洞及氧化现象；且开裂紫铜管外壁局部有沿晶二次裂纹，晶界上发现有细小微孔，具有沿晶韧性断裂特征。这是因为过热引起紫铜管晶界上的Cu3P化合物溶解形成孔洞，晶界在高温下蠕变，形成沿晶韧性裂纹。

开裂焊接接头为紫铜管和低碳钢管之间的异种焊接，两种材料的物理性能数据，可见紫铜和低碳钢的导热系数差别较大，如果焊接时低碳钢管一侧预热不足，就会使紫铜管一侧的焊接温度偏高，从而引起过热或过烧，使其分布于晶界上的Cu3P化合物溶化导致晶界弱化。

开裂焊接件紫铜管侧的裂纹属于大应力一次性开裂，晶界间化合物溶化以及晶界破裂的综合作用是导致晶间裂纹产生的主要原因。紫铜管中的氧一般存在于晶界上，当焊接温度在800℃以上时，当所受应力超过材料的强度时，就会引起晶界破裂，这与用扫描电镜观察到的大量小韧窝相一致。在晶界破裂与晶界间孔洞的综合作用下，   终导致焊接件在紫铜管一侧发生开裂。

由于紫铜管原材料中氧含量超标以及焊接温度过高共同引起晶界弱化，致使在紫铜管和低碳钢管焊接接头处叠加了较大的组织应力以及热应力，当叠加应力大于材料的承受能力时就会引起晶界破裂，导致焊接件开裂。

建议加强原材料的成分控制，特别是氧含量；控制和改进焊接工艺，充分预热低碳钢管一侧，尽量降低或避免焊接温度及焊接时间等因素对焊接件质量的影响。