[發(fā)明專利]一種預(yù)置鎳片的銅鋼異種金屬焊接方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010089431.5
• 申請(qǐng)日: 2020-02-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111168204A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張敏;杜明科;張?jiān)讫?/a>;李靜;王剛;朱子越;郭釗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K9/167
• 分類號(hào): B23K9/167;B23K9/23;B23K9/235
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 張皎

本發(fā)明公開(kāi)的一種預(yù)置鎳片的銅鋼異種金屬焊接方法，具體操作步驟為：步驟1：對(duì)銅、鋼試板進(jìn)行機(jī)械清理，然后進(jìn)行超聲波清洗除去表面雜質(zhì)，然后對(duì)銅板進(jìn)行預(yù)熱，將鎳片預(yù)置在銅板、鋼板接頭處，作為焊接接頭的填充金屬；步驟2：采用TIG自熔焊的方法，對(duì)銅、鋼板進(jìn)行焊接處理。本發(fā)明一種預(yù)置鎳片的銅鋼異種金屬焊接方法，解決了銅鋼焊接時(shí)產(chǎn)生的成型差、有氣孔、存在熱裂紋的焊接缺陷以及生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高等問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于異種金屬焊接領(lǐng)域，具體涉及一種預(yù)置鎳片的銅鋼異種金屬焊接方法。

背景技術(shù)

隨著機(jī)械制造領(lǐng)域的快速發(fā)展，使得銅鋼、銅鋁等異種金屬的焊接被廣泛應(yīng)用。目前，應(yīng)用較為廣泛的有釬焊和激光焊接。對(duì)于釬焊而言，所獲得的焊接接頭力學(xué)性能較差，且擴(kuò)散焊需要施加相應(yīng)的壓力，并通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的原子擴(kuò)散，從而達(dá)到冶金結(jié)合，使得釬焊的生產(chǎn)效率較低，不能適用于大批量生產(chǎn)；對(duì)于異種金屬的激光焊接而言，它可以實(shí)現(xiàn)高效率、高質(zhì)量生產(chǎn)，但是激光焊設(shè)備復(fù)雜，設(shè)備維修費(fèi)用較高，使得生產(chǎn)成本較高。

另一方面，室溫下，銅的導(dǎo)熱系數(shù)是鋼的7倍左右，熔點(diǎn)也相差500℃左右，線膨脹系數(shù)是鐵的1.5倍左右。由于銅、鋼兩種材料的熱物理性質(zhì)差別較大，使得銅鋼焊接存在較大難點(diǎn)。而且，銅材料焊接時(shí)容易在鋼側(cè)冶金結(jié)合區(qū)產(chǎn)生滲透裂紋，降低接頭強(qiáng)度。因此必須設(shè)計(jì)一種過(guò)渡層金屬，減小熱物理性質(zhì)差別較大引起的各種焊接缺陷，提高接頭的綜合力學(xué)性能。同時(shí)，選擇合理的焊接方法及工藝提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種預(yù)置鎳片的銅鋼異種金屬焊接方法，解決了銅鋼焊接時(shí)產(chǎn)生的成型差、有氣孔、存在熱裂紋的焊接缺陷以及生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高等問(wèn)題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種預(yù)置鎳片的銅鋼異種金屬焊接方法，具體操作步驟為：

步驟1：對(duì)銅、鋼試板進(jìn)行機(jī)械清理，然后進(jìn)行超聲波清洗除去表面雜質(zhì)，然后對(duì)銅板進(jìn)行預(yù)熱，將鎳片預(yù)置在銅板、鋼板接頭處，作為焊接接頭的填充金屬；

步驟2：采用TIG自熔焊的方法，對(duì)銅、鋼板進(jìn)行焊接處理。

本發(fā)明的特征還在于，

步驟1中，超聲波清洗時(shí)間為15～20min，對(duì)銅板進(jìn)行預(yù)熱的預(yù)熱溫度為：200～350℃。

步驟1中，鎳片的尺寸規(guī)格為：長(zhǎng)×寬＝10mm×5mm，厚度為1.2mm。

步驟1中，銅板及鋼板的尺寸規(guī)格均為：長(zhǎng)×寬×厚＝100mm×10mm×5mm。

步驟1中，銅板為T2銅板，鋼板為Q345鋼板。

步驟2中，TIG自熔焊的具體參數(shù)為：采用鎢極直徑為3～4mm的焊槍熔化鎳片，鎢極伸出長(zhǎng)度為15-20mm，傾斜角度75～80°；TIG焊槍的加熱位置距離焊縫為2-5mm，焊接電流為150～200A，電壓為20～25V，保護(hù)氣體為99.99％的純氬氣，焊接過(guò)程中氬氣流量為14～16L/min。

本發(fā)明的有益效果是，

(1)相較于MIG熔釬焊，采用TIG自熔焊方法進(jìn)行焊接，降低了焊接熱輸入，減小了焊接試板的變形；

(2)采用鎳片代替藥芯焊絲作為填充金屬，提高了焊接效率；

(3)鎳對(duì)銅、鋼材料都有較強(qiáng)的親和力，使得接頭能夠進(jìn)行充分的冶金結(jié)合，保證焊接接頭的綜合力學(xué)性能；

(4)TIG自熔焊加熱時(shí)能量集中，熱影響區(qū)較小，提高了接頭強(qiáng)度。

(5)焊前預(yù)熱，減小滲透裂紋的產(chǎn)生幾率；

(6)焊接前對(duì)銅母材進(jìn)行預(yù)熱，防止焊接時(shí)由于溫度較低及銅的散熱速度快等原因，使銅母材不能熔化；