[发明专利]TA1-Q345中间层焊接用焊丝及制备与焊接方法

说明书

本发明公开了一种TA1‑Q345中间层焊接用焊丝，包括药芯和焊皮，其中药粉按质量百分比由以下组分组成：V粉30～40％，Cr粉10～20％，Ni粉10～20％，Ag粉20～30％，以上组分质量百分比之和为100％。其制备方法为：将V粉、Cr粉、Ni粉和Ag粉混合后烘干，然后紫铜带包裹，拉拔即得。本发明的药芯焊丝所得焊接接头具有优良的强韧性；本发明药芯焊丝合金元素较少，制备工艺简单，便于进行大规模批量生产。

技术领域

本发明属于金属材料焊接技术领域，具体涉及TA1-Q345中间层焊接用焊丝，本发明还涉及该焊丝的制备方法与焊接方法。

背景技术

TA1-Q345复合板是一种通过爆炸焊接的方式制备的双金属层状复合结构，兼有TA1优异的耐腐蚀性能和Q345高强度特点。实现其在压力容器上的应用，既能满足压力容器承载能力的要求，又能解决TA1-Q345双金属层状复合板不易直接熔焊连接的问题。已有的研究结果表明，TA1和Q345的主要合金元素Ti和Fe之间反应将生成脆性的Fe₂Ti和FeTi金属间化合物，导致两者直接熔焊连接困难。目前，关于TA1-Q345双金属层状复合板的对接焊接主要是通过搭接焊接方式，既通过增加盖板结构，焊接时候TA1和TA1焊接，Q345和Q345焊接，不进行中间层的焊接。这种焊接方法工艺复杂，操作困难，因此难以实现工程化应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种TA1-Q345中间层焊接用焊丝，解决了TA1-Q345层状复合板无法直接熔焊对接的问题。

本发明的另一个目的是提供一种TA1-Q345中间层焊接用焊丝的制备方法。

本发明还有另一个目的是提供用上述焊丝焊接TA1-Q345双金属层状复合板时中间层焊缝的熔深。

本发明所采用的技术方案是，TA1-Q345中间层焊接用焊丝，包括药粉和焊皮，其中药粉按质量百分比由以下组分组成：V粉30～40％，Cr粉10～20％，Ni粉10～20％，Ag粉20～30％，以上组分质量百分比之和为100％。

本发明的特点还在于：

V粉的纯度≥99.9％，Cr粉的纯度≥99.9％，Ni粉的纯度≥99.9％，Ag粉的纯度≥99.9％，4种金属粉的粒度都是200目。

焊皮为紫铜带，紫铜带厚度0.3mm，宽度7mm。

该药芯焊丝的填充率控制在25～30％。

本发明所采用的第二个技术方案是，TA1-Q345中间层焊接用焊丝的制备方法，具体步骤如下：

步骤1：按质量百分比分别称取V粉30～40％，Cr粉10～20％，Ni粉10～20％，Ag粉20～30％，以上组分质量百分比之和为100％；

步骤2：将步骤1称取的V粉、Cr粉、Ni粉和Ag粉，将其置于真空加热炉内加热，加热温度为180℃，保温时间为1.5h，去除药粉中的结晶水；烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合，混合时间为30min；

步骤3：采用酒精去除紫铜带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在紫铜带内，第一道拉拔磨具孔径为2.6mm；

步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将磨具孔径依次换至2.3mm，2.1mm，1.9mm，1.8mm，1.7mm，1.6mm，1.5mm进行拉拔；

步骤5：对步骤4制备的药芯焊丝，在真空热处理炉中进行热处理，加热温度为450℃，保温时间为2h；

步骤6：对步骤5中热处理的药芯焊丝依次经过1.3mm、1.2mm孔径的磨具拉拔，最终获得的药芯焊丝直径为1.2mm；

步骤7：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。