[发明专利]一种预置镍片的铜钢异种金属焊接方法

说明书

本发明公开的一种预置镍片的铜钢异种金属焊接方法，具体操作步骤为：步骤1：对铜、钢试板进行机械清理，然后进行超声波清洗除去表面杂质，然后对铜板进行预热，将镍片预置在铜板、钢板接头处，作为焊接接头的填充金属；步骤2：采用TIG自熔焊的方法，对铜、钢板进行焊接处理。本发明一种预置镍片的铜钢异种金属焊接方法，解决了铜钢焊接时产生的成型差、有气孔、存在热裂纹的焊接缺陷以及生产效率低、生产成本高等问题。

技术领域

本发明属于异种金属焊接领域，具体涉及一种预置镍片的铜钢异种金属焊接方法。

背景技术

随着机械制造领域的快速发展，使得铜钢、铜铝等异种金属的焊接被广泛应用。目前，应用较为广泛的有钎焊和激光焊接。对于钎焊而言，所获得的焊接接头力学性能较差，且扩散焊需要施加相应的压力，并通过长时间的原子扩散，从而达到冶金结合，使得钎焊的生产效率较低，不能适用于大批量生产；对于异种金属的激光焊接而言，它可以实现高效率、高质量生产，但是激光焊设备复杂，设备维修费用较高，使得生产成本较高。

另一方面，室温下，铜的导热系数是钢的7倍左右，熔点也相差500℃左右，线膨胀系数是铁的1.5倍左右。由于铜、钢两种材料的热物理性质差别较大，使得铜钢焊接存在较大难点。而且，铜材料焊接时容易在钢侧冶金结合区产生渗透裂纹，降低接头强度。因此必须设计一种过渡层金属，减小热物理性质差别较大引起的各种焊接缺陷，提高接头的综合力学性能。同时，选择合理的焊接方法及工艺提高生产效率，降低生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种预置镍片的铜钢异种金属焊接方法，解决了铜钢焊接时产生的成型差、有气孔、存在热裂纹的焊接缺陷以及生产效率低、生产成本高等问题。

本发明所采用的技术方案是，一种预置镍片的铜钢异种金属焊接方法，具体操作步骤为：

步骤1：对铜、钢试板进行机械清理，然后进行超声波清洗除去表面杂质，然后对铜板进行预热，将镍片预置在铜板、钢板接头处，作为焊接接头的填充金属；

步骤2：采用TIG自熔焊的方法，对铜、钢板进行焊接处理。

本发明的特征还在于，

步骤1中，超声波清洗时间为15～20min，对铜板进行预热的预热温度为：200～350℃。

步骤1中，镍片的尺寸规格为：长×宽＝10mm×5mm，厚度为1.2mm。

步骤1中，铜板及钢板的尺寸规格均为：长×宽×厚＝100mm×10mm×5mm。

步骤1中，铜板为T2铜板，钢板为Q345钢板。

步骤2中，TIG自熔焊的具体参数为：采用钨极直径为3～4mm的焊枪熔化镍片，钨极伸出长度为15-20mm，倾斜角度75～80°；TIG焊枪的加热位置距离焊缝为2-5mm，焊接电流为150～200A，电压为20～25V，保护气体为99.99％的纯氩气，焊接过程中氩气流量为14～16L/min。

本发明的有益效果是，

(1)相较于MIG熔钎焊，采用TIG自熔焊方法进行焊接，降低了焊接热输入，减小了焊接试板的变形；

(2)采用镍片代替药芯焊丝作为填充金属，提高了焊接效率；

(3)镍对铜、钢材料都有较强的亲和力，使得接头能够进行充分的冶金结合，保证焊接接头的综合力学性能；

(4)TIG自熔焊加热时能量集中，热影响区较小，提高了接头强度。

(5)焊前预热，减小渗透裂纹的产生几率；

(6)焊接前对铜母材进行预热，防止焊接时由于温度较低及铜的散热速度快等原因，使铜母材不能熔化；