[发明专利]厚复层铜-钢复合板对接焊接用焊丝及制备与焊接方法

说明书

本发明公开的一种厚复层铜‑钢复合板对接焊接用焊丝，其特征在于，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：Ni粉60～70％，Mn粉10～20％，Zn粉10～20％，Al粉5～10％，以上组分质量百分比之和为100％。该焊丝用于解决铜‑钢爆炸复合板对接焊接过程中焊缝成形较差及接头开裂问题。本发明还公开了一种厚复层铜‑钢复合板对接焊接用焊丝的制备方法及一种厚复层铜‑钢复合板的焊接方法。

技术领域

本发明属于金属材料领域，具体涉及一种厚复层铜-钢复合板对接焊接用焊丝，还涉及一种厚复层铜-钢复合板对接焊接用焊丝的制备方法及一种厚复层铜-钢复合板的焊接方法。

背景技术

铜合金具有优异的导电、导热性能；低碳钢具有优异的强韧性匹配及成本低的优势。将铜和钢复合在一起制备铜-钢复合板，则同时具有两者的优异性能，符合现代工业发展的需求。铜-钢复合板在工程应用过程中，避免不了对其进行对接焊接。虽然从铜-钢二元相图可知，铜和钢不生成脆性的金属间化合物，但是由于铜和钢的热物理性能差异较大，焊接时易出现热裂纹，导致接头性能较差。尤其是针对厚复层的铜-钢复合板(铜层厚度大于5mm)，在进行对接焊接时，由于铜层较厚，导致对接焊接时生成裂纹的概率较高，严重影响了铜-钢复合板的大规模工程应用。因此，本项目针对厚复层铜-钢复合板的工业应用背景，从焊接材料、坡口形式出发，探索实现厚复层铜-钢复合板高质量对接连接的解决途径。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种厚复层铜-钢复合板对接焊接用焊丝，用于解决铜-钢爆炸复合板对接焊接过程中焊缝成形较差及接头开裂问题。

本发明的第二个目的是提供一种厚复层铜-钢复合板对接焊接用焊丝的制备方法。

本发明的第三个目的是提供一种厚复层铜-钢复合板的焊接方法。

本发明所采用的第一个技术方案是，一种厚复层铜-钢复合板对接焊接用焊丝，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：Ni粉 60～70％，Mn粉10～20％，Zn粉10～20％，Al粉5～10％，以上组分质量百分比之和为100％。

本发明的特征还在于，

各个药粉的粒度均为200-300目。

焊皮为纯铜带，纯铜带厚度0.3mm，宽度7mm，药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制在30～35wt％。

本发明所采用的第二个技术方案是，一种厚复层铜-钢复合板对接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以下药粉：Ni粉60～70％，Mn粉10～20％， Zn粉10～20％，Al粉5～10％，以上组分质量百分比之和为100％；

步骤2：将步骤1称取的各个药粉置于真空加热炉内加热，加热温度为 200～230℃，保温时间为1～3h，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1～3h；

步骤3：采用纯铜带为焊皮，采用酒精去除纯铜带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在纯铜带内，第一道拉拔模具孔径为2.6mm；

步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将模具孔径依次减少，最终获得直径 1.2mm的药芯焊丝；

步骤5：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。

本发明的特征还在于，

步骤1中，各个药粉的粒度均为200-300目。

步骤3中，纯铜带厚度0.3mm，宽度7mm，药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制在30～35wt％。