[發明專利]一種復合板材的焊接方法

在審

• 申請號: 202310360360.1
• 申請日: 2023-04-06
• 公開（公告）號: CN116423085A
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 范軍;苑玉剛;祁春生
• 申請（專利權）人: 中車太原機車車輛有限公司
• 主分類號: B23K28/02
• 分類號: B23K28/02;B23K9/173;B23K9/235;B23K9/32
• 代理公司: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 李雨佳

本發明屬于鐵路機車車輛行業焊接工程領域，公開了一種復合板材的焊接方法。所述方法包括：S1：將碳鋼基層和不銹鋼覆層焊接成一體層狀結構復合板；S2：對一張一體層狀結構復合板的焊接面進行坡口加工，在復合板的碳鋼基層側設置鈍邊；對稱加工另一張一體層狀結構復合板，使得兩張復合板坡口組對后形成V形坡口；S3：對經步驟S2處理的復合板進行機械清洗、吹干；S4：坡口組對；S5：碳鋼基層焊接；S6：不銹鋼覆層焊接。本發明針對TE4003C5復合板超薄覆層的特點，提供了一種包括對復合板焊接面進行坡口加工處理，組對后進行焊接，提高了TE4003C5復合鋼板的焊接質量和焊接效率。

技術領域

本發明屬于鐵路機車車輛行業焊接工程領域，更具體地，涉及一種復合板材的焊接方法。

背景技術

鐵路貨車目前材質大部分為Q450NQR1耐候鋼。貨車運行兩個廠修期后，車體腐蝕嚴重，影響鐵路貨車的運行成本和運行效率。材質為T4003的鐵路貨車，具有良好的耐腐蝕性能，遠超服役25年的設計壽命，但材料成本高、強度較低，難以適應鐵路貨車重載發展方向，無法批量性推廣。開發具有高強度、高耐蝕性、低成本的新型材料，是鐵路部門的迫切要求。為此太鋼自主研發了新型高強耐蝕不銹鋼復合材料TE4003C5(T4003+Q450NQR1)。該復合材料復合鋼板的基層為高強度耐侯鋼Q450NQR1，覆層為鐵素鐵不銹鋼T4003；該復合材料采用焊接后軋制型式復合。復合材料的基層主要滿足材料的強度、剛度和韌性，其覆層主要提高材料的耐蝕性，實現高強度和高耐蝕性的完美統一。

TE4003C5作為一種新型復合板材，其不銹鋼覆層僅有0.5mm厚度，目前沒有成熟的焊接方法適用于該材料。復合板焊接性能的優劣直接關系到其在鐵路貨車領域的應用。由于覆層鐵素體不銹鋼與基層碳鋼的熱膨脹系數存在較大差異，直接焊接會使焊縫結合力較弱，覆層與基層板易剝離以及形成未熔合缺陷等問題。并且在TE4003C5焊接復合板時，異種金屬的互溶可能會形成脆硬金屬間化合物，增大焊接裂紋傾向，嚴重影響復合板焊接接頭性能。焊接過程中出現的裂紋、氣孔等問題給TE4003C5復合板的應用帶來了考驗。

因此，如何能夠在保證復合板使用性能的基礎上，提高TE4003C5復合鋼板的焊接質量和焊接效率，成為迫切需要解決的問題。

現有技術焊接復合板一般采用“基層+過渡層+覆層”的焊接方法施焊。為了保證復合鋼板不失去其原有的綜合性能，需要對基層和復層分別焊接，同時需要增加過渡層的焊接。焊接過渡層的目的，是為了補償由于稀釋所引起的合金元素(如鉻、鎳等)的降低，使復層焊縫的合金成分保持應有的水平。但由于TE4003C5復合板不銹鋼覆層僅有0.5mm厚度，因此，現有焊接方法不適用于該種材料的焊接。

因此，目前亟待提出一種新的復合板材的焊接方法。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提出一種復合板材的焊接方法。本發明針對TE4003C5復合板超薄覆層的特點，提供了一種包括對復合板焊接面進行坡口加工處理，組對后進行焊接，提高了TE4003C5復合鋼板的焊接質量和焊接效率。

為了實現上述目的，本發明提供了一種復合板材的焊接方法，所述方法包括如下步驟：

S1：獲得復合板：將碳鋼基層和不銹鋼覆層焊接成一體層狀結構復合板；

S2：坡口加工：對一張所述一體層狀結構復合板的焊接面進行坡口加工，在復合板的碳鋼基層側設置鈍邊；對稱加工另一張所述一體層狀結構復合板，使得兩張復合板坡口組對后形成V形坡口；

S3：坡口清洗：對經步驟S2處理的復合板進行機械清洗、吹干；

S4：坡口組對；

S5：碳鋼基層焊接；

S6：不銹鋼覆層焊接。

根據本發明，優選地，在步驟S1中，焊接的方式為爆炸焊、熱軋復合法和釬焊法中的至少一種。