專利名稱：一種用于不需預(yù)熱焊接紫銅厚板的復(fù)合焊絲及其焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接厚銅板的焊料及其焊接方法。
背景技術(shù)：
銅及銅合金的用途僅次于鋼鐵和鋁。由于紫銅導(dǎo)熱系數(shù)高，為391W/mK，是鋁的1.5倍，焊接過程中熱量迅速?gòu)暮附訁^(qū)散發(fā)。特別是對(duì)紫銅厚板進(jìn)行焊接時(shí)，不但熔池形成困難，而且在焊縫冷卻結(jié)晶的過程中易出現(xiàn)熱裂紋。在對(duì)厚壁紫銅件焊接時(shí)存在下列問題1、預(yù)熱溫度高(600～700℃)、且焊接過程應(yīng)連續(xù)進(jìn)行、加熱時(shí)間長(zhǎng)，輸入的熱容量大，焊接熱影響區(qū)較大、組織及性能變化較大、工人的工作條件十分艱苦；2、氣焊的保護(hù)效果不好?？諝庵械倪€原性氣氛侵入焊縫，銅中氧化物被還原，形成1066℃的低熔點(diǎn)共晶體(Cu+Cu2O)分布于晶界，會(huì)導(dǎo)致熱裂紋的發(fā)生；3、焊縫成型差、易變形、易出現(xiàn)氣孔、未熔合、裂紋等缺陷。手工電弧焊在紫銅焊接的過程中有如下問題1、焊接工藝復(fù)雜焊前預(yù)熱(500～600℃)溫度高，并且要保證焊接過程的連續(xù)進(jìn)行。這樣焊接區(qū)域高溫停留時(shí)間長(zhǎng)，輸入熱容量大，工人的工作環(huán)境條件十分艱苦，同時(shí)熱影響區(qū)范圍大、組織及焊縫性能變化較大；2、合金元素蒸發(fā)嚴(yán)重，焊縫含氫、氧量高，鋅蒸發(fā)嚴(yán)重，容易出現(xiàn)氣孔、裂紋等缺陷；3、焊接質(zhì)量不穩(wěn)定，焊縫成型差，焊縫強(qiáng)度低。MIG焊在焊接厚壁紫銅時(shí)需要預(yù)熱600～700℃，對(duì)氧元素很敏感，在焊接脫氧不足的銅時(shí)，焊縫的裂紋和氣孔較多，且強(qiáng)度較低。TIG釬焊的接頭強(qiáng)度低、焊縫硬度高、塑性、韌性差。TIG熔焊一、氬氣保護(hù)在對(duì)紫銅厚板的焊接中存在下列問題1、預(yù)熱溫度高，通常需要預(yù)熱至600-700℃才能達(dá)到較好的焊接效果；2、厚板的焊接一般都得采用多道焊，焊接過程應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，導(dǎo)致加熱時(shí)間長(zhǎng)，輸入的熱容量大，焊接熱影響區(qū)較大，同時(shí)對(duì)母材組織及性能也有一定影響；3、焊縫成形差，易出現(xiàn)熱裂紋，焊件表面氧化嚴(yán)重，焊接接頭變形較大；4、由于焊接工程必須在高溫下持續(xù)進(jìn)行，使得工人的工作環(huán)境十分惡劣，生產(chǎn)效率低；二、氦氣保護(hù)氦氣保護(hù)時(shí)的電弧功率較高，對(duì)厚板焊接時(shí)預(yù)熱至300℃就可以達(dá)到較好的焊接效果。但是由于氦氣價(jià)格1800元/瓶，約為氬氣的24倍，所以使用氦氣保護(hù)時(shí)焊接成本高；三、氮?dú)獗Ｗo(hù)因?yàn)榈豌~之間不形成固溶體及化合物，所以從理論上講，氮?dú)獗Ｗo(hù)是可以用來焊接紫銅的。氮?dú)獗Ｗo(hù)時(shí)，電弧的功率很高，在不預(yù)熱時(shí)，就可以焊接紫銅。但是從目前的焊接試驗(yàn)來看，氮?dú)獗Ｗo(hù)時(shí)，焊縫中會(huì)出現(xiàn)大量的氣孔和裂紋，使得焊縫的強(qiáng)度降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決焊接紫銅厚板時(shí)需要預(yù)熱和焊縫易出現(xiàn)氣孔和裂紋的問題，提供了一種用于不需預(yù)熱焊接紫銅厚板的復(fù)合焊絲及其焊接方法，解決上述問題的技術(shù)方案如下本發(fā)明用于不需預(yù)熱焊接紫銅厚板的復(fù)合焊絲由元素銅和鈦組成，按質(zhì)量百分比紫銅占66～99％、鈦占1～34％，復(fù)合焊絲由上述的兩種材料中的一種包裹另一種形成。
用于不需預(yù)熱焊接紫銅厚板的方法，該方法采用下列步驟A、將要焊接的紫銅厚板3對(duì)接；B、在紫銅厚板3對(duì)接部填充復(fù)合焊絲4；C、采用氮?dú)寤旌蠚怏w保護(hù)；D、焊接時(shí)焊槍5采用擺動(dòng)前進(jìn)的焊接方式進(jìn)行。
本發(fā)明的復(fù)合焊絲及其焊接方法，在焊接紫銅厚板3時(shí)不需要預(yù)熱，同時(shí)消除了焊縫的氣孔和裂紋，它還具有操作簡(jiǎn)單、節(jié)能、高效、成本低(氮?dú)鈨r(jià)格低廉，35元/瓶，約為氦氣的1/50，氬氣的1/2)的特點(diǎn)，有利于在工業(yè)生產(chǎn)中推廣。


圖1是復(fù)合焊絲的主視圖，圖2是圖1的A-A剖示圖，圖3是本發(fā)明焊接方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式的用于不需預(yù)熱焊接紫銅厚板的復(fù)合焊絲由元素銅和鈦組成，按質(zhì)量百分比紫銅占66～99％、鈦占1～34％，復(fù)合焊絲由上述的兩種材料中的一種包裹另一種形成。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式的(如圖2)用于不需預(yù)熱焊接紫銅厚板的復(fù)合焊絲由紫銅外層1和鈦芯2形成，按質(zhì)量百分比紫銅占99％、鈦占1％。圖2所示的紫銅外層1和鈦芯2可以互換位置。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式的用于不需預(yù)熱焊接紫銅厚板焊接的復(fù)合焊絲由紫銅外層1和鈦芯2形成，按質(zhì)量百分比紫銅占75％、鈦占25％。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式的用于不需預(yù)熱焊接紫銅厚板的復(fù)合焊絲由紫銅內(nèi)芯和鈦外層形成，按質(zhì)量百分比紫銅占66％、鈦占34％。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式用于不需預(yù)熱焊接紫銅厚板的方法，該方法采用下列步驟A、將要進(jìn)行焊接的紫銅厚板3對(duì)接；B、在紫銅厚板3的對(duì)接部填充復(fù)合焊絲4；C、采用氮?dú)寤旌蠚怏w保護(hù)，氮?dú)鍤獾捏w積比為，氮?dú)庹?5～99％，氬氣占1～75％。因?yàn)榈豌~之間不形成固溶體及化合物，而氮?dú)獗Ｗo(hù)時(shí)，電弧的功率很高，所以，在不預(yù)熱的情況下采用氮?dú)怏w保護(hù)可完成對(duì)紫銅厚板的焊接，氮?dú)庵屑尤脒m量的氬氣混合是為了解決氮?dú)怆娀≡诟吖β蕰r(shí)不穩(wěn)定的問題。本發(fā)明的復(fù)合焊絲在氮?dú)寤旌蠚怏w保護(hù)的過程中氮被復(fù)合焊絲中的鈦吸收，所以避免了氮?dú)庠诤附又幸壮霈F(xiàn)氣孔和裂紋的問題；D、焊接時(shí)焊槍5采用前后擺動(dòng)前進(jìn)的焊接方式進(jìn)行，焊接的效果更佳(見圖3)。
采用不需預(yù)熱焊接紫銅厚板的復(fù)合焊絲及其焊接方法焊接的紫銅厚板3，焊接后的性能指標(biāo)為接頭拉伸強(qiáng)度≥80％；延伸率≥20％；焊接速度1～6mm/s。
權(quán)利要求
1.用于不需預(yù)熱焊接紫銅厚板的復(fù)合焊絲，其特征在于它由元素銅和鈦組成，按質(zhì)量百分比紫銅占66～99％、鈦占1～34％，復(fù)合焊絲由上述的兩種材料中的一種包裹另一種形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于不需預(yù)熱焊接紫銅厚板的復(fù)合焊絲，其特征在于復(fù)合焊絲的外層由紫銅，內(nèi)芯為鈦形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于不需預(yù)熱焊接紫銅厚板的復(fù)合焊絲，其特征在于復(fù)合焊絲的外層由鈦，內(nèi)芯為紫銅形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于不需預(yù)熱焊接紫銅厚板的復(fù)合焊絲，其特征在于按質(zhì)量百分比紫銅占99％、鈦占1％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于不需預(yù)熱焊接紫銅厚板的復(fù)合焊絲，其特征在于按質(zhì)量百分比紫銅占75％、鈦占25％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于不需預(yù)熱焊接紫銅厚板的復(fù)合焊絲，其特征在于按質(zhì)量百分比紫銅占66％、鈦占34％。
7.用于不需預(yù)熱焊接紫銅厚板的方法，其特征在于該方法采用下列步驟A、將要焊接的紫銅厚板(3)對(duì)接；B、采用氮?dú)寤旌蠚怏w保護(hù)；C、在紫銅厚板(3)的對(duì)接部填充復(fù)合焊絲(4)；D、焊接時(shí)焊槍(5)采用擺動(dòng)前進(jìn)的焊接方式進(jìn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于不需預(yù)熱焊接紫銅厚板的方法，其特征在于氮?dú)寤旌蠚怏w的體積比為，氮?dú)庹?5～99％、氬氣占1～75％。
全文摘要
一種用于不需預(yù)熱焊接紫銅厚板的復(fù)合焊絲及其焊接方法，它涉及焊接厚銅板的焊料及其焊接方法，解決了焊接紫銅厚板需要預(yù)熱和焊縫易出現(xiàn)氣孔和裂紋的問題。用于不需預(yù)熱焊接紫銅厚板的復(fù)合焊絲由元素銅和鈦組成，按質(zhì)量百分比紫銅占66～99％、鈦占1～34％，復(fù)合焊絲由上述的兩種材料中的一種包裹另一種形成。用于不需預(yù)熱焊接紫銅厚板的方法步驟如下A.將要焊接的紫銅厚板3對(duì)接；B.采用氮?dú)寤旌蠚怏w保護(hù)；C.在紫銅厚板3的對(duì)接部填充復(fù)合焊絲4；D.焊接時(shí)焊槍采用擺動(dòng)的方式進(jìn)行。本發(fā)明的復(fù)合焊絲及其焊接方法，在焊接紫銅厚板時(shí)不需要預(yù)熱，同時(shí)消除了焊縫的氣孔和裂紋，它還具有操作簡(jiǎn)單、節(jié)能、高效、成本低的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23K35/30GK1709633SQ20051001016
公開日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2005年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月8日
發(fā)明者閆久春, 崔西會(huì), 于漢臣, 許志武, 楊士勤 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)