[发明专利]船舶用铝钢板的焊接方法、涂料制备方法及铝钢板

说明书

技术领域

本发明涉及异种金属焊接领域，特别涉及一种船舶用铝钢板的焊接方法、涂料制备方法及铝钢板。

背景技术

异种金属的焊接是指在一定的加工工艺条件下，两种或两种以上不同种金属间进行焊接的过程。异种金属间的焊接比同种金属焊接要复杂的多。异种金属焊接性，是指不同成分、不同组织、不同性能两种或两种以上的金属对焊接的适应性及焊后能否安全、有效、可靠运行的能力。即指在一定焊接工艺条件下，异种金属之间获得优质、可靠的焊接接头的难易程度。异种金属焊接性首先就是接合性能，也就是异种金属材料在特定的焊接工艺条件下，形成完整、连续的焊接焊缝的能力。在焊接实际生产中，常常用接合性能来评定异种金属焊接产生接头缺陷的敏感性，便于提出防止产生焊接缺陷的方案。其次就是使用性能，也就是焊接后，异种金属材料间形成的接头在长期使用下适用使用要求程度。在焊接实际生产中，常常用使用性能来评定异种金属焊接接头能否满足实际使用的要求，便于提出改进工艺的方案。由于异种金属物理和化学性能有显著的不同，所以在焊接过程中存在很多的难点：

(1)异种金属间的熔点相差越大，越难进行焊接。当温度达到熔点低的金属的熔点而使得熔点低的金属处于熔化状态时，熔点高的金属还远远为熔化仍呈固体状态，这时已熔化的金属原子容易渗入过热区晶界，降低过热区的组织性能。当温度达到熔点高的金属的熔点而使得熔点高的金属处于熔化状态时，由于温度过高势必会造成熔点低的金属流失严重，熔点低的金属合金元素蒸发或烧损，使焊接焊缝难以形成。

(2)异种金属间的线膨胀系数差距越大，越难进行焊接。线膨胀系数较大的金属材料热膨胀量大，冷却时收缩量也大，故在熔池结晶过程中会产生较大的内应力，由于焊缝两侧金属材料承受的应力状态不一样，容易使得焊缝及热影响区产生裂纹，甚至还可能导致焊缝与母材剥离。

(3)异种金属间的比热容和热导率相差越大，越难进行焊接，容易恶化焊缝结晶条件，晶粒粗化的现象严重，并且大大地影响难熔金属的润湿性能。

(4)当选用电弧焊接时，异种金属间的电磁性相差越大，越难进行焊接，焊接过程的电弧越不稳定，焊缝成形容易变坏。

(5)异种金属的活泼性越强，越难进行焊接。冷却结晶时，由于在晶粒间界存在氧化物而使得晶间的结合力大大降低。

(6)异种金属间形成的金属间化合物如果越多，越难以焊接。金属间化合物硬且脆，容易在焊缝中产生裂纹，甚至可能发生脆断。

(7)异种金属焊接获得的焊缝强度不易达到母材强度。这是因为高输入量而使得熔点低金属元素烧损，焊缝中的化学成分发生变化，性能降低，尤其是在焊接异种的有色金属时表现得更为显著。

钢/铝主要是因为钢和铝在热物理性能(热膨胀系数、热导率、比热)上的巨大差异以及铁在铝中的固熔度几乎为零。后者会导致二者间发生冶金反应生成FeAl₃、Fe₂Al、Fe₂Al₇、Fe₂Al₅、FeAl₂等Fe-Al金属间化合物，降低接头的塑韧性，甚至引起焊接裂纹。

发明内容

本发明的目的是提供一种船舶用铝钢板的焊接方法，焊接后焊接接头具有良好的机械性能。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种船舶用铝钢板的焊接方法：

a)将铝板和钢板的焊接坡口加工为V型坡口，坡口角度为60°，对所述坡口及其内外壁两侧进行清理，直至露出金属光泽；

b)在坡口上涂覆涂料，涂料厚度50-60um，涂料由如下重量份数的组分组成，聚乙烯醇缩丁醛12份、铝粉3份、陶瓷粉2份、二甲苯25份、乙醚7份、铜锌合金粉末11份、三苯甲醇30份，其中铜锌合金粉末中铜和锌的重量比例为6:5；

c)待涂料干燥后对焊件进行预热、预热温度为150-200℃；

d)采用激光填丝焊接；

e)退火:加热至440℃，保温12～14h，空冷。

进一步的，所述涂料涂覆两次，每次涂覆厚度为25-30um，且需在第一次涂料干燥后之后对第一次涂料进行加热，加热温度至55-60℃后进行第二次涂料涂覆。