[發明專利]一種鋁青銅與低合金鋼的焊接工藝

有效

• 申請號: 201410401043.0
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN104384676B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 伍道亮;吳海建
• 申請（專利權）人: 招商局重工（江蘇）有限公司;招商局重工（深圳）有限公司
• 主分類號: B23K9/173
• 分類號: B23K9/173;B23K9/04;B23K9/235;B23K9/23
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 盧海洋

技術領域

本發明涉及一種鋁青銅與低合金鋼的焊接工藝。

背景技術

鋁青銅具有優良的力學、抗蝕與耐磨性能，是綜合性能優越的工程結構材料，因而在民用、軍用工業中占有重要的地位，被廣泛應用于機械、飛機和汽車制造業、船舶和海洋工業、冶金、石化工業以及建筑業等。而在制造某些金屬結構時，常需要把鋁青銅與鋼焊接在一起，這樣不僅能制造使用性能合理的焊接結構，而且能節省成本較高的鋁青銅的使用量。

鋁青銅與鋼的熔點、熱導率、線膨脹系數以及力學性能都有很大的差別。焊接時低熔點的鋁青銅先熔化，而高熔點的鐵仍處在固體加熱狀態，二者難以熔合。而且焊接過程中接頭處會產生較大的熱應力，增加裂紋傾向。目前鋁青銅與低合金鋼的焊接主要有幾種方法：（1）采用釬焊或氧乙炔氣焊，由于需要加入釬焊焊劑，焊接工藝比較繁瑣；（2）采用熱輸入較小的鎢極氬弧焊或焊條電弧焊，該焊接方法效率較低；（3）選用焊接性良好的鎳基焊材進行焊接，而此種焊材成本較高。因此，需要提供一種新的技術方案來解決上述問題。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種鋁青銅與低合金鋼的焊接工藝。母材與焊縫熔合良好，焊縫成形美觀，裂紋傾向低，且焊接效率高，成本較低。

本發明采用的技術方案：

一種鋁青銅與低合金鋼的焊接工藝，包括以下步驟：

步驟1：焊前準備及一次預熱，焊接前將鋁青銅母材與低合金鋼母材表面的水分、油脂、雜質及金屬氧化膜進行仔細清理，均要露出金屬光澤；接著對鋁青銅、低合金鋼母材進行預熱，預熱溫度為250℃~300℃，并對焊條進行烘焙，烘干溫度是200℃~250℃，烘干時間2h；

步驟2：堆焊過渡層，用焊條電弧焊在低合金鋼基體上堆焊一層過渡層，焊條電弧堆焊工序中，電流為100~150A，電壓為21~24V，焊接速度為7~15cm/min，層間溫度控制在250℃~300℃范圍內，堆焊完成后將堆焊的過渡層表面打磨光滑；

步驟3：二次預熱，將鋁青銅、低合金鋼母材以及過渡層一起預熱，預熱溫度為150℃~200℃；

步驟4：焊接，采用熔化極氬弧焊在過渡層上焊接連接焊縫，熔化極氬弧焊接工序中，電流為200~260A，電壓為22~25A，焊接速度為30~50cm/min，層間溫度在150℃~250℃，焊接時起弧、收弧均勻，以焊道無脫層、氣孔、夾渣、裂紋或未熔合缺陷為準；

步驟5：焊后處理，焊接完成后，立即用保溫棉覆蓋，保溫緩冷，冷卻速度不大于50℃/h，150℃以下空氣中冷卻后即得成品。

鋁青銅材料具有以下質量百分含量的成分：Al：5%~15%，Ni：2%~6%，Mn：≤5%，Cu：≥75%?；低合金鋼材料具有以下質量百分含量的成分：C：≤0.18%，Si：≤0.6%，Mn：≤2.5%，碳當量Ceq≤0.45。

步驟２中，堆焊過渡層焊條的熔敷金屬化學成分范圍為：Si≤1.5%，6%≤Al≤10%，Fe≤8%，Pb≤0.02%，Cu≥80%?。

步驟4中，熔化極氬弧焊采用的焊絲的熔敷金屬化學成分范圍為：Mn≤15%，1.5%≤Ni≤5%，5%≤Al≤12%，Fe≤8%，Pb≤0.02%，Cu≥70%。

本發明的有益效果是：采用上述焊接工藝，施焊完畢檢驗焊縫外觀，焊縫成形良好，未發現裂紋、氣孔、咬邊等缺陷，48小時后對焊評試板進行了100％滲透探傷檢查，焊接接頭未發現任何焊接缺陷。?

附圖說明

圖1是本發明的焊接接頭形式的示意圖；

圖2是本發明焊接工藝的步驟流程圖；

圖3是本發明焊接工藝得到的焊縫金相組織圖。

其中，1、鋁青銅母材，2、?低合金鋼母材，3、?過渡層，4、焊縫。

具體實施方式

下述實施例僅用于說明本發明，但并不能限定本發明的保護范圍。

實施例1

圖1、2、3所示，一種鋁青銅與低合金鋼的焊接工藝，包括以下步驟：

步驟1：焊前準備及一次預熱，焊接前將鋁青銅母材1與低合金鋼母材2表面的水分、油脂、雜質及金屬氧化膜進行仔細清理，均要露出金屬光澤；接著對鋁青銅、低合金鋼母材1、2進行預熱，預熱溫度為250℃，并對焊條進行烘焙，烘干溫度是200℃，烘干時間2h；

步驟2：堆焊過渡層3，用焊條電弧焊在低合金鋼基體上堆焊一層過渡層3，焊條電弧堆焊工序中，電流為100A，電壓為21V，焊接速度為7cm/min，層間溫度控制在250℃范圍內，堆焊完成后將堆焊的過渡層表面打磨光滑；