[發明專利]一種含鋁-鋼異種材料熱壓焊接方法

有效

• 申請號: 201310086966.7
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN103143831A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 孫清潔;劉一搏;馮吉才
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: B23K20/00
• 分類號: B23K20/00;B23K20/24;B23K20/227;B23K35/365;B23K103/20
• 代理公司: 威海科星專利事務所 37202
• 代理人: 于濤

技術領域

本發明涉及涉及焊接技術領域，特別是一種操作簡單、焊接效果好的含鋁-鋼異種材料熱壓焊接方法。

背景技術

隨著汽車、電子、航空、航天等工業迅速發展，鋁-鋼異種材料的連接需求越來越多。然而鋁、鋼之間的焊接一直是連接領域的熱點和難點問題，鋁-鋼間的焊接主要困難在于：兩者的熱物理性能差異較大，焊后焊縫內應力水平高；二者易反應生成金屬間化合物，降低了焊縫的韌性；三是由于鋁合金表面存在致密的氧化膜，其阻礙了異種材料的結合。目前對鋁鋼異種材料的連接主要采用的方法為釬焊、熔釬焊、摩擦焊以及機械連接方法。近來新興的加熱并加壓到足以使工件產生宏觀變形的熱壓焊，越來越多用到了異種材料的連接。如何改善鋁-鋼異種材料熱壓焊工程環境，提高異種金屬接頭連接強度，但是，在焊接過程中如何破除氧化膜的阻礙作用，是熱壓焊需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提出一種工藝性能優異、方法簡單易行，抗拉強度大于530MPa，工藝性能及接頭抗彎性能均能滿足海工結構用鋼水下焊接要求的高強度水下濕法焊接用焊條。

本發明可以通過如下措施達到。

一種水下濕法焊接用不銹鋼焊條，包括藥皮和焊芯兩部分，其特征在于焊芯為304L不銹鋼，藥皮由金紅石、長石、白云石、羧甲基纖維素、錳粉、硅鐵及鎳粉組成，各組成成份的重量百分比為為：金紅石42%~52%，長石20%~30%，白云石?5%~10%，羧甲基纖維素?5%~10%，錳粉5%~9%，硅鐵1%~4%、鎳粉0%~5%。

本發明可以向藥皮填加鉀水玻璃，鉀水玻璃的填加重量為藥皮總重量的26%~35%，以作為藥皮的粘結劑，使藥皮各組分之間緊密連接。本發明是通過的焊條制造工藝進行制備，將上述藥皮成分的原料進行均勻混合，然后加入藥皮總質量26%~35%的鉀水玻璃，攪拌均勻，之后在焊條生產設備上涂壓于304L不銹鋼焊芯上，且壓涂后不用在藥皮外層涂敷防水材料，制成的不銹鋼水下焊條具有良好的防水性能和工藝性能，能夠滿足低合金高強度鋼水下濕法焊接要求。

本發明中，金紅石是含量較多的藥皮成分，它們主要是在焊接時起造渣作用，另外金紅石也起到一定的穩弧作用，但是如果含量過多，會對接頭力學性能有不利影響，本發明中金紅石的加入量為42%~52%。

本發明中，加入的長石主要起到造渣穩弧作用，其加入量為20%~30%，既利于保證電弧穩定性，同時不影響焊接接頭的力學性能。

本發明中，加入的白云石主要起到造氣作用，其加入量為5%~10%，因為白云石在焊接過程中會形成大量的CO₂。

本發明中，羧甲基纖維素可以改善壓涂性能和焊條表面光潔度，并具有一定的造氣作用，保證了水下焊接時的電弧吹力，其加入量為?5%~10%。

本發明中，加入錳粉和硅鐵可促進焊縫脫氧和合金化，改善焊縫冶金性能，加入量分別為5%~9%和1%~4%。

本發明中，鎳粉的加入保證了焊縫的冶金性能，尤其是水下焊接焊縫的塑性和韌性，其加入量為0%~5%。

本發明的優勢及特點在于：本發明的高性能水下濕法焊條，制備過程簡易，焊接時起弧容易，且電弧燃燒穩定，再引弧性好，獲得的焊縫形貌美觀，且對接接頭抗拉強度可達530MPa，對接接頭冷彎角度為180°時接頭仍然完好，無任何裂紋出現，可用于304、316不銹鋼等水下結構的焊接。

附圖說明

附圖是本發明實旋例的示意圖。

圖1是本發明實旋例的一種示意圖。

圖2是本發明實旋例的另一種示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步描述

為了更好地體現本發明，下面舉例進行說明，但并不是對本發明的限制。

實施例一：采用市售的304L不銹鋼為焊芯，藥粉的組成和質量百分比為：金紅石42%，長石30%，白云石?10%，羧甲基纖維素?7%，錳粉5%，硅鐵2%以及鎳粉4%，以鉀水玻璃作為藥皮的粘結劑，加入量為藥粉總質量的34%。

實施例二：采用市售的304L不銹鋼為焊芯，以鉀水玻璃作為藥皮的粘結劑，藥粉的組成和質量百分比為：金紅石52%，長石25%，白云石?5%，羧甲基纖維素?5%，錳粉9%，硅鐵4%以及鎳粉0%，以鉀水玻璃作為藥皮的粘結劑，加入量為藥粉總質量的32%。