[發(fā)明專利]一種銅鋼復(fù)合板的焊接方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010442161.1
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111571045A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田磊;李中祥;韋奉;王盼;席敏敏;劉斌;劉占浩;李超;王璟麗
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團(tuán)有限公司;寶雞石油鋼管有限責(zé)任公司;上海寶世威石油鋼管制造有限公司
• 主分類號: B23K28/02
• 分類號: B23K28/02;B23K103/16
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明公開了一種銅鋼復(fù)合板的焊接方法，包括(1)開V型坡口；(2)采用攪拌摩擦焊對鈍邊施焊，形成復(fù)層與過渡層焊縫；(3)采用氣體保護(hù)焊對復(fù)層焊縫蓋面，形成蓋面焊縫；(4)采用手工電弧焊或氣體保護(hù)焊對基層焊縫焊接，形成基層焊縫。本發(fā)明通過合理的坡口設(shè)計和焊接工藝匹配，實現(xiàn)銅鋼復(fù)合板基層與過渡層的一次性高效焊接，焊縫性能優(yōu)良，焊接效率高，具有廣泛的市場前景。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及層狀結(jié)構(gòu)雙金屬焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種銅鋼復(fù)合板的焊接方法。

背景技術(shù)：

雙金屬復(fù)合材料因其優(yōu)越的的力學(xué)性能、良好的耐蝕性能，可以節(jié)約大量貴重金屬，從而降低成本、節(jié)約材料，在石油化工、煙氣脫硫、化工、環(huán)保等工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。銅及銅合金具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，尤其是在海水淡化及海洋石油開采，然而純銅成本高昂且強(qiáng)度不足，實現(xiàn)銅鋼復(fù)合材料的優(yōu)質(zhì)高效焊接，對發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于提供一種銅鋼復(fù)合板的焊接方法，該焊接方法可實現(xiàn)銅鋼復(fù)合板的冶金焊接，焊縫性能優(yōu)異，焊接效率高，易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種銅鋼復(fù)合板的焊接方法，該焊接方法包括以下步驟：

(1)銅鋼復(fù)合板包括基層和復(fù)層，基層為碳鋼層，復(fù)層為純銅或銅合金，基層側(cè)開V型坡口，基層厚度為3-40mm，復(fù)層厚度為0.2-10mm，基層V型坡口高度小于基層厚度1-10mm，底部寬度為0-15mm，坡口角度為60-80°；

(2)將復(fù)合板對接，采用攪拌摩擦焊對鈍邊施焊，形成復(fù)層與過渡層焊縫；

(3)采用氣體保護(hù)焊對復(fù)層焊縫蓋面，形成蓋面焊縫；

(4)采用手工電弧焊或氣體保護(hù)焊對基層V型坡口焊接，形成基層焊縫。

進(jìn)一步，攪拌摩擦焊熔深小于鈍邊厚度0-10mm；蓋面焊縫采用單層或多層多道焊，蓋面焊縫應(yīng)高出母材0-3mm；基層焊縫的高度大于等于基層厚度。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)本發(fā)明采用V型坡口，坡口形式簡單，易于加工；采用攪拌摩擦焊，實現(xiàn)復(fù)層與過渡層的一次性高效焊接，在實現(xiàn)復(fù)層與基層良好隔離的基礎(chǔ)上，大幅提高復(fù)合材料焊接效率，降低焊材消耗；復(fù)層蓋面保障了銅及銅合金的厚度，從而滿足其使用要求。

(2)本發(fā)明通過合理的坡口設(shè)計和焊接工藝匹配，實現(xiàn)銅鋼復(fù)合板高效焊接，焊縫性能優(yōu)異，焊接成本低，具有廣泛的市場前景。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明的銅鋼復(fù)合板坡口示意圖。

圖2為本發(fā)明的銅鋼復(fù)合板焊接焊縫示意圖。

附圖標(biāo)記說明：1-基層、2-復(fù)層、3-復(fù)層與過渡層焊縫、4-蓋面焊縫、5-基層焊縫。

具體實施方式：

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明：

以(2+10)mm的Cu/X65雙金屬復(fù)合板材為例進(jìn)行焊接，焊接試板尺寸180×600mm。

(1)如圖1所示，對焊接試板開雙V型坡口，基層1碳鋼材質(zhì)為X65，厚度為10mm，復(fù)層2銅或銅合金層材質(zhì)為紫銅，厚度為2mm；基層一側(cè)的V型坡口高度小于基層厚度2mm，底部寬度5mm，坡口角度為75°。

(2)將焊接試板對接，采用攪拌摩擦焊從基層一側(cè)對鈍邊施焊，形成復(fù)層與過渡層焊縫3，具體焊接過程：高速旋轉(zhuǎn)摩擦焊接攪拌頭，使攪拌針插入鈍邊4mm，以0.5m/min速度向前運動，攪拌摩擦焊接過程不填絲，保護(hù)氣體為純Ar。