[發明專利]鈦-鋼復合板異質接頭過渡層用藥芯焊絲及其制備方法

在審

• 申請號: 201410494098.0
• 申請日: 2014-09-24
• 公開（公告）號: CN104400249A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 張敏;劉明志;張明;李繼紅
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/32;B23K35/40;B23K9/16;B23K9/173;B23K101/18;B23K103/18
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 李娜

技術領域

本發明屬于焊接材料技術領域，具體涉及一種鈦-鋼復合板異質接頭過渡層用藥芯焊絲，本發明還涉及該藥芯焊絲的制備方法。

背景技術

鈦-鋼復合板是以鋼板為基層，以鈦板為復層的復合材料。鈦及其合金由于具有密度小、耐熱，以及良好的耐蝕性能等，被廣泛用于制作各種化學反應容器、熱交換器等石油化工和航空航天領域中的產品。但是，鈦及其合金的價格相對較高，導致其工業產品的成本增加，在滿足產品使用性能要求的前提下，如何降低產品成本一直是人們努力追求的目標。鈦-鋼復合板既能保持鈦優異的耐蝕性，又具有普通鋼板作為結構件的高強度和一定塑性，使產品的生產成本大幅度降低，因此鈦-鋼復合板在石油化工、海洋工程等許多領域中有著廣泛的應用前景。

鈦與鋼直接熔焊時，由于鐵在鈦中的溶解度極低，常溫下Fe在Ti中的溶解度只有0.05％～0.1％左右，當合金含鐵量超過0.1％時，將會形成金屬間化合物Ti-Fe。Ti-Fe相硬而脆，在高溫下還會形成金屬間化合物TiFe₂，同時，鈦還與Ni、Cr、C形成更加復雜的金屬間化合物和碳化物，使焊縫嚴重脆化，甚至產生裂紋。即使在固態下焊接，由于母材組元的相互擴散和遷移，也很容易在結合區附近形成一個金屬間化合物和碳化物的薄層，從而導致結合區韌性下降由于鈦是一種活潑金屬，在高溫下易與鋼中的鐵、碳元素形成化合物，增加復合界面的脆性，極易產生焊接裂紋，從而嚴重制約著鈦-鋼復合材料的熔焊對接及其應用。

因此，通常在鈦-鋼復合材料的熔焊對接時往往需要添加一種合適的過渡層，這就對過渡層用焊接材料提出了要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種鈦-鋼復合板異質接頭過渡層用藥芯焊絲，解決了現有鈦與鋼直接熔焊時焊縫嚴重脆化，甚至產生裂紋的問題。

本發明的另一個目的是提供上述鈦-鋼復合板異質接頭過渡層用藥芯焊絲的制備方法。

本發明所采用的技術方案是，鈦-鋼復合板異質接頭過渡層用藥芯焊絲，包括焊絲外皮和藥芯，藥芯為釩粉，其化學成分為：V＞99.9％，Fe＜0.05％，Si＜0.05％，Al＜0.05％，N＜0.04％，C＜0.05％，H＜0.01％，以上組分質量百分比值和為100％。

本發明的特點還在于，

焊絲外皮為10×0.4mm的紫銅帶，純度99.99％。

藥芯的填充比為25％～30％。

本發明所采用的另一個技術方案是，鈦-鋼復合板異質接頭過渡層用藥芯焊絲的制備方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1，對粒度為100目，化學成分為V＞99.9％，Fe＜0.05％，Si＜0.05％，Al＜0.05％，N＜0.04％，C＜0.05％，H＜0.01％的釩粉在200～250℃烘干處理2～3h；

步驟2，將10×0.4mm，純度為99.99％的紫銅帶放置在藥芯焊絲生產線的放帶機上，用超聲波清洗儀對紫銅帶進行清洗，去除紫銅帶表面油污及其他有害污染物；

步驟3，通過成型機將步驟2處理過的紫銅帶軋制成U型，并向其中添加步驟1烘干的釩粉，控制釩粉的填充率為25％～30％，隨后對焊絲進行6級粗拉至直徑2.6mm；

步驟4，經過9級精拉將直徑2.6mm的焊絲至為直徑1.2mm，即得到鈦-鋼復合板異質接頭過渡層用藥芯焊絲。

本發明的有益效果是，本發明鈦-鋼復合板異質接頭過渡層用藥芯焊絲具有以下特點：1)本發明藥芯焊絲可實現鈦-鋼復合板的熔焊對接，所得焊接接頭具有優良的強韌性；2)本發明藥芯焊絲成分控制較容易，制造工藝簡單，便于進行大規模批量生產；3)本發明藥芯焊絲適用于熔化極氬弧焊，惰性氣體保護焊等多種焊接方法。

附圖說明

圖1是本發明實施例1對應的焊縫金屬金相組織圖；

圖2是本發明實施例2對應的焊縫金屬金相組織圖；

圖3是本發明實施例3對應的焊縫金屬金相組織圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。

本發明鈦-鋼復合板異質接頭過渡層用藥芯焊絲，包括焊絲外皮和藥芯，藥芯為釩粉，其化學成分為：V＞99.9％，Fe＜0.05％，Si＜0.05％，Al＜0.05％，N＜0.04％，C＜0.05％，H＜0.01％，以上組分質量百分比值和為100％。

焊絲外皮為10×0.4mm的紫銅帶，純度99.99％。

藥芯的填充比為25％～30％。