[發明專利]一種用于異種材料焊接的雙芯焊條

有效

• 申請號: 201410452290.3
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN104227262B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 湯廣武
• 申請（專利權）人: 湯廣武
• 主分類號: B23K35/08
• 分類號: B23K35/08;B23K35/18
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司11223
• 代理人: 張聚增

技術領域

本發明屬于焊接技術領域，尤其是涉及應一種用于異種材料焊接的雙芯焊條。

背景技術

異種材料的焊接是指將不同化學成分、不同組織性能的兩種或兩種以上金屬，在一定的工藝條件下焊接成規定設計要求的構件，并使形成的接頭滿足預定的服役要求。科學技術的不斷進步對各類工程機械構件的性能，如硬度、耐磨性、腐蝕性、低溫韌性、高溫持久性等提出了更高的要求。在許多情況下，單純的一種金屬材料已經不能滿足工程使用要求，采用焊接方法制造異種金屬構件備受人們關注。異種材料的焊接不僅能充分利用各組成材料的優異性能，還大大降低了整體生產成本，顯著提高了經濟效益，因此，異種材料焊接技術在石油化工、航空航天、交通運輸、電站鍋爐及工程機械等行業的機械設備和構件中得以廣泛應用。

異種材料的焊接與同種材料焊接相比，有很大的不同。因為各種金屬組織性能的差異，如熔點、膨脹系數、熱導率、比熱容、電磁性、化學成分等差異，加大了異種材料焊接的難度。異種材料焊接時存在的主要困難如下：1)異種材料的線膨脹系數不同，容易引起熱應力，而且這種熱應力不易消除，結果會使接頭處產生裂紋或較大的焊接變形；2)異種材料焊接過程中，由于金相組織的變化以及新生成的物相結合或化合物，可使焊接接頭的性能惡化，給焊接帶來很大的困難；3)異種材料焊接熔合區和熱影響區的力學性能較差，特別是塑性和韌性明顯下降；4)由于接頭塑韌性的下降以及焊接應力的存在，異種材料焊接接頭容易產生裂紋，尤其是焊接熔合區和熱影響區更容易產生裂紋，甚至發生斷裂。

焊條是焊接材料的一種，由焊芯及藥皮兩部分構成。焊條是在金屬焊芯外將涂料(藥皮)均勻、向心地壓涂在焊芯上。焊條種類不同，焊芯也不同。焊芯即焊條的金屬芯，為了保證焊縫的質量與性能，對焊芯中各金屬元素的含量都有嚴格的規定，特別是對有害雜質(如硫、磷等)的含量，應有嚴格的限制，優于母材。焊接時，電焊條作為一個電極，一方面起傳導電流和引燃電弧的作用，使電焊條與基本金屬間產生持續的、穩定的電弧，以提供熔化焊所需的熱量。另一方面，電焊條又作為填充金屬加到焊縫中去，成為焊縫金屬的主要成分。

為了保證異種材料焊接接頭在使用中的可靠和安全，選擇焊條時不僅要保證焊接接頭強度，而且還要保證具有較高的塑韌性。因此，在選擇焊條時，常常不得不選用強度稍低，但塑韌性較好的熔敷金屬。這時焊縫成為焊接接頭中的一層“軟的”中間層，影響異種材料焊接頭的強度。另外，當母材和焊條的金相組織不屬于同一種類型時，焊接接頭中可能出現嚴重的組織、成分和力學性能不均勻性以及出現過大的焊接應力。這種過大的焊接應力是由于線膨脹系數的不同引起的，因此不能通過熱處理的方法消除，會使異種材料焊接件的使用性能和可靠性大大降低。

專利CN1161204C公開了一種雙芯焊條及單弧焊接工藝，是焊條內有兩根焊芯，焊芯間距為0.1-1.5mm，相互平行、絕緣，焊接時工件不接電源，電弧在雙焊芯端部形成單弧，與單芯焊條相比，母材熔化量大大減少，熔合比顯著降低，大幅度降低焊接應力和焊接變形，焊接生產率提高一倍，節省電能50％，但該雙芯焊條不適用于異種材料焊接。

專利CN1217965A公開了一種特性電焊條，屬鋼件與鑄件兩用焊條，由焊芯和焊藥皮組成，焊藥的成分是：大理石、碳酸鈉、菱苦土、長石、碳酸鉀、螢石、鈦白粉、磁鐵礦、錳礦和水玻璃。該特性電焊條既能焊接鋼件，又能焊接鑄件，對各類鑄鐵的焊接，焊前無需加溫，焊后無需保溫，省時省力，減少成本，焊縫氣密性及加工性能穩定，確保了焊接質量，該焊條具有良好的機械性能和抗裂性能，交直流兩用，可進行全位置焊接，適用于鋼、鑄件焊接。

目前，市場上還有一種萬用焊條，以錫磷青銅為焊芯的銅合金焊條，有良好的塑性、耐沖擊性、耐磨性及耐腐蝕性能。既可用于高強度青銅合金的焊接及純銅與黃銅的對接，又可用于耐磨耐腐蝕工件的堆焊。還可用于不同金屬的對接(白色金屬除外)，如銅和鑄鐵、銅和不銹鋼、鑄鐵和不銹鋼等。常用于閥門、軸承、齒輪、螺旋漿、推進器葉片等的焊接，也可用于鑄鐵的焊補與堆焊。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠用于異種材料焊接的雙芯焊條，使異種材料焊接接頭處無缺陷，焊接效果好、抗裂性能好、焊縫表面成型好、焊接應力和變形減小，焊縫強度高，實現異種材料冶金熔合，接頭連接性能良好。

本發明的技術方案是：

一種用于異種材料焊接的雙芯焊條，包括兩根相互平行的焊芯和藥皮，其特征在于：兩根焊芯的側壁相接觸，兩根焊芯外表面包覆有藥皮層，兩根焊芯分別為兩種不同的金 屬焊芯。