[发明专利]一种铜钢复合板的焊接方法

说明书

本发明公开了一种铜钢复合板的焊接方法，包括(1)开V型坡口；(2)采用搅拌摩擦焊对钝边施焊，形成复层与过渡层焊缝；(3)采用气体保护焊对复层焊缝盖面，形成盖面焊缝；(4)采用手工电弧焊或气体保护焊对基层焊缝焊接，形成基层焊缝。本发明通过合理的坡口设计和焊接工艺匹配，实现铜钢复合板基层与过渡层的一次性高效焊接，焊缝性能优良，焊接效率高，具有广泛的市场前景。

技术领域：

本发明涉及层状结构双金属焊接技术领域，具体涉及一种铜钢复合板的焊接方法。

背景技术：

双金属复合材料因其优越的的力学性能、良好的耐蚀性能，可以节约大量贵重金属，从而降低成本、节约材料，在石油化工、烟气脱硫、化工、环保等工业领域中得到广泛的应用。铜及铜合金具有优异的耐腐蚀性能，尤其是在海水淡化及海洋石油开采，然而纯铜成本高昂且强度不足，实现铜钢复合材料的优质高效焊接，对发展海洋经济具有重要意义。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种铜钢复合板的焊接方法，该焊接方法可实现铜钢复合板的冶金焊接，焊缝性能优异，焊接效率高，易实现自动化生产。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种铜钢复合板的焊接方法，该焊接方法包括以下步骤：

(1)铜钢复合板包括基层和复层，基层为碳钢层，复层为纯铜或铜合金，基层侧开V型坡口，基层厚度为3-40mm，复层厚度为0.2-10mm，基层V型坡口高度小于基层厚度1-10mm，底部宽度为0-15mm，坡口角度为60-80°；

(2)将复合板对接，采用搅拌摩擦焊对钝边施焊，形成复层与过渡层焊缝；

(3)采用气体保护焊对复层焊缝盖面，形成盖面焊缝；

(4)采用手工电弧焊或气体保护焊对基层V型坡口焊接，形成基层焊缝。

进一步，搅拌摩擦焊熔深小于钝边厚度0-10mm；盖面焊缝采用单层或多层多道焊，盖面焊缝应高出母材0-3mm；基层焊缝的高度大于等于基层厚度。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明采用V型坡口，坡口形式简单，易于加工；采用搅拌摩擦焊，实现复层与过渡层的一次性高效焊接，在实现复层与基层良好隔离的基础上，大幅提高复合材料焊接效率，降低焊材消耗；复层盖面保障了铜及铜合金的厚度，从而满足其使用要求。

(2)本发明通过合理的坡口设计和焊接工艺匹配，实现铜钢复合板高效焊接，焊缝性能优异，焊接成本低，具有广泛的市场前景。

附图说明：

图1为本发明的铜钢复合板坡口示意图。

图2为本发明的铜钢复合板焊接焊缝示意图。

附图标记说明：1-基层、2-复层、3-复层与过渡层焊缝、4-盖面焊缝、5-基层焊缝。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步详细说明：

以(2+10)mm的Cu/X65双金属复合板材为例进行焊接，焊接试板尺寸180×600mm。

(1)如图1所示，对焊接试板开双V型坡口，基层1碳钢材质为X65，厚度为10mm，复层2铜或铜合金层材质为紫铜，厚度为2mm；基层一侧的V型坡口高度小于基层厚度2mm，底部宽度5mm，坡口角度为75°。

(2)将焊接试板对接，采用搅拌摩擦焊从基层一侧对钝边施焊，形成复层与过渡层焊缝3，具体焊接过程：高速旋转摩擦焊接搅拌头，使搅拌针插入钝边4mm，以0.5m/min速度向前运动，搅拌摩擦焊接过程不填丝，保护气体为纯Ar。