[发明专利]TA1-Cu-Q345过渡层用焊丝及方法与坡口形式

说明书

本发明公开了一种TA1‑Cu‑Q345过渡层用焊丝，包括药芯和焊皮，其中药粉按质量百分比由以下组分组成：Ag粉30～40％，Ni粉30～40％，Si粉10～20％，B粉10～20％，以上组分质量百分比之和为100％。该焊丝解决了TA1‑Cu‑Q345三层复合板无法直接熔焊对接的问题。其制备方法为：按照上述配比称量各原料，将Ag粉、Ni粉、Si粉和B粉混合后烘干，然后紫铜带包裹，拉拔即得；采用药芯焊丝焊接时，TA1侧单边Cu层伸出长度为3～4mm，Q345侧单边Cu层伸出长度为1～2mm，两侧分别开不对称的V形坡口。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-Cu-Q345过渡层用焊丝，本发明还涉及该焊丝的制备方法与坡口形式。

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。实现其在压力容器的应用，既能满足压力容器承载能力的要求，又能解决TA1-Q345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。在TA1-Q345双金属复合板的制备过程中，局部添加Cu中间层，制备TA1-Cu-Q345三层金属复合板结构。局部Cu层的加入可以防止TA1-Q345复合板对接焊接过程中Fe₂Ti和FeTi金属间化合物的生成。配合以开发的过渡层焊接材料，将原先TA1-Q345之间的对接连接转变为TA1-Cu之间的对接连接和Cu-Q345之间的对接连接。复合板的直接熔焊连接操作简便，便于工程化应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种TA1-Cu-Q345过渡层用焊丝，解决了TA1-Cu-Q345三层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-Cu-Q345过渡层用焊丝的制备方法。

本发明还有另一个目的是提供用采用上述焊丝焊接TA1-Cu-Q345三层金属复合板的坡口形式。

本发明所采用的技术方案是，一种TA1-Cu-Q345过渡层用焊丝，包括药芯和焊皮，其中药粉按质量百分比由以下组分组成：Ag粉30～40％，Ni粉30～40％，Si粉10～20％，B粉10～20％，以上组分质量百分比之和为100％。

本发明的特点还在于：

Ag粉的纯度≥99.9％，Ni粉的纯度≥99.9％，Si粉的纯度≥99.9％，B粉的纯度≥99.9％，4种金属粉的粒度均是200目。

焊皮为紫铜带，紫铜带厚度0.3mm，宽度7mm。

药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制在25～30wt％。

本发明所采用的第二个技术方案是，TA1-Cu-Q345过渡层用焊丝的制备方法，具体步骤如下：

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

步骤2：将步骤1称取的Ag粉、Ni粉、Si粉和B粉，置于真空加热炉内加热、保温，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；

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；