T2铜与304不锈钢焊接用金属型药芯焊丝及制备方法技术

本发明专利技术公开了T2铜与304不锈钢焊接用金属型药芯焊丝，包括药芯和焊皮，其中药芯质量百分比由以下组元组成：Ni粉：75％～85％，Ti粉：7％～10％，Sn粉：3％～10％，Mn粉：1％～5％，Si粉：1％～5％，V粉：2％～4％，Al粉：1％～2％，以上组分质量百分比之和为100％。该药芯焊丝解决了目前铜和钢焊接时结合界面融合性差且易产生焊接裂纹的问题。还公开了上述焊丝的制备方法：步骤1：根据所需要的配比称取上述药芯粉末；步骤2：将步骤1称取的7种药芯粉末混合，加热，保温待用；步骤3：然后将步骤2混合好的药芯粉末填充至成型后的U型铜带内，最后再不断通过减径模具将药芯焊丝减径处理。

Metal flux cored wire for T2 copper and 304 stainless steel welding and its preparation

【技术实现步骤摘要】
T2铜与304不锈钢焊接用金属型药芯焊丝及制备方法
本专利技术属于金属材料焊接
，具体涉及一种T2铜与304不锈钢焊接用金属型药芯焊丝，本专利技术还涉及该焊丝的制备方法。
技术介绍
紫铜由于其优良的导电、导热和隔磁等特性，被广泛地应用于电器行业，但是由于紫铜的强度不高，限制了它在高强度结构件中使用。304不锈钢具有良好的耐腐蚀、耐热以及强度高的特点，可以很好弥补紫铜强度不高的缺点，并广泛应用于航空工业、变压器等领域。虽然铜和铁能够相互固溶且不易生成金属间化合物，但由于铜和钢两种材料的物理参数(熔点、线膨胀系数、导热系数、密度等)差异较大，使其焊接难度变大。T2紫铜与304不锈钢在电弧焊接时，由于铜的熔点低且导热系数大，在焊接过程中铜先达到熔点熔化，然后快速凝固，致使其与钢之间的固溶性变差，焊接接头性能降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种T2铜与304不锈钢焊接用金属型药芯焊丝，该药芯焊丝解决了目前铜和钢焊接时结合界面融合性差且易产生焊接裂纹的问题，使得焊接接头的性能得到大幅提升。本专利技术的另一个目的是提供一种T2铜与304不锈钢焊接用金属型药芯焊丝的制备方法。本专利技术所采用的技术方案是，T2铜与304不锈钢焊接用金属型药芯焊丝，其特征在于，包括药芯和焊皮，其中药芯质量百分比由以下组元组成：Ni粉：75％～85％，Ti粉：7％～10％，Sn粉：3％～10％，Mn粉：1％～5％，Si粉：1％～5％，V粉：2％～4％，Al粉：1％～2％，以上组分质量百分比之和为100％。本专利技术的特点还在于：焊皮为纯铜带。药芯焊丝中药芯粉末的填充率为25wt.％-30wt.％。该药芯焊丝的直径为0.8mm-1.6mm。本专利技术所采用的另一个技术方案是，T2铜与304不锈钢焊接用金属型药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下：步骤1：根据所需要的配比按质量百分比分别称取Ni粉：75％～85％，Ti粉：7％～10％，Sn粉：3％～10％，Mn粉：1％～5％，Si粉：1％～5％，V粉：2％～4％，Al粉：1％～2％，以上组分质量百分比之和为100％；步骤2：将步骤1称取的7种药芯粉末放到自动混粉机中进行混合，混粉时间为12-18小时，将得到的均匀药芯粉末放置于真空环式炉中加热至200℃-300℃，保温1-7小时后待用；步骤3：将纯铜带毛边一侧朝上放置于拉丝机的放带转盘处，将酒精擦拭后的铜带通过U型滚轮，然后将步骤2混合好的药芯粉末填充至成型后的U型铜带内，经过闭合槽封闭后，并利用孔径为2.5mm的减径模具完成第一道拉拔工序，将焊丝静置4小时，以释放应力，最后再不断通过减径模具将药芯焊丝减径至0.8mm-1.6mm；步骤4：将步骤3得到药芯焊丝通过绕丝机拉直并盘成圆盘密封包装，同时需使用酒精或丙酮溶液将焊丝表面的油污擦拭干净。本专利技术的特点还在于，步骤3中，药芯焊丝中药芯粉末的填充率为25wt.％-30wt.％。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的金属型药芯焊丝适用于多数焊接方法，如钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊和激光焊等，此外还可以通过减径模具制成其余特殊用途的直径。(2)本专利技术的金属型药芯焊丝的主要成分为Ni元素，并结合Mn元素、Si元素以及其他金属元素共同使用，Ni元素作为过渡元素可以有效地改善铜和钢在焊接时固溶困难的问题，它主要是借助Cu和Ni之间以及Fe和Ni之间良好的固溶特性，从而使得焊缝的成形性提高，焊接接头的力学性能提高。(3)本专利技术的金属型药芯焊丝焊接过程中飞溅小、污染小，获得的焊接接头表面过渡平稳，无裂纹、夹渣等缺陷产生。(4)本专利技术的制备方法工艺简单、操作方便，还可以使用焊接机器人进行大批量的生产。附图说明图1是本专利技术实施例3中T2铜和304不锈钢焊接试板焊接后的宏观形貌如图；图2是本专利技术实施例3焊接接头铜-焊缝的微观界面形貌图；图3是本专利技术实施例3焊接接头钢-焊缝的微观界面形貌图；图4是本专利技术中T2紫铜和304不锈钢试板坡口设计示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供一种T2铜与304不锈钢焊接用金属型药芯焊丝，包括药芯和焊皮，其中药芯质量百分比由以下组元组成：Ni粉：75％～85％，Ti粉：7％～10％，Sn粉：3％～10％，Mn粉：1％～5％，Si粉：1％～5％，V粉：2％～4％，Al粉：1％～2％，以上组分质量百分比之和为100％。焊皮为纯铜带。药芯焊丝中药芯粉末的填充率为25wt.％-30wt.％。该药芯焊丝的直径为0.8mm-1.6mm。本专利技术还提供上述T2铜与304不锈钢焊接用金属型药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下：步骤1：根据所需要的配比按质量百分比分别称取药芯粉末：Ni粉：75％～85％，Ti粉：7％～10％，Sn粉：3％～10％，Mn粉：1％～5％，Si粉：1％～5％，V粉：2％～4％，Al粉：1％～2％，以上组分质量百分比之和为100％；步骤2：将步骤1称取的7种药芯粉末放到自动混粉机中进行混合，混粉时间为12-18小时，将得到的均匀药芯粉末放置于真空环式炉中加热至200℃-300℃，保温1-7小时后待用；步骤3：将纯铜带毛边一侧朝上放置于拉丝机的放带转盘处，将酒精擦拭后的铜带通过U型滚轮，然后将步骤2混合好的药芯粉末填充至成型后的U型铜带内，经过闭合槽封闭后，并利用孔径为2.5mm的减径模具完成第一道拉拔工序，将焊丝静置4小时，以释放应力，最后再不断通过减径模具将药芯焊丝减径至0.8mm-1.6mm；步骤3中，药芯焊丝中药芯粉末的填充率为25wt.％-30wt.％；步骤4：将步骤3得到药芯焊丝通过绕丝机拉直并盘成圆盘密封包装，同时需使用酒精或丙酮溶液将焊丝表面的油污擦拭干净。该焊丝中各组分的作用和功能如下：(1)Ni元素作为药芯中的主要成分，是由于Ni的熔点介于Cu和Fe之间，可以与Cu元素、Fe元素形成无限固溶体，并且均无金属间化合物产生，同时Ni元素还可以提高铜-钢焊接接头的韧性。(2)Sn元素的加入可以改善熔池中Cu元素的流动性，进而提高铜和钢之间的相溶性。(3)Ti元素是一种脱氧元素，并且也可以与氮元素结合形成TiN化合物，减低焊缝的氮气孔，同时还可以细化焊缝组织。(4)Mn元素可以净化焊缝，脱氧、磷、硫等有害杂质，此外，Mn元素还可以提高焊接接头的强度。(5)V元素可以提高焊缝的强度，细化晶粒，降低钢侧热影响区的晶粒长大倾向。(6)Al元素能提高焊缝的硬度，还能提高焊接接头的屈服点和抗拉强度。(7)Si元素主要作为脱氧剂，可以与钢中的FeO结合形成密度小的硅酸盐焊渣，而被除去。还可以提升焊缝的强度与硬度。实施例1步骤1：分别称取Ni粉375g，Ti粉50g，Sn粉45g，Mn粉10g，Si粉5g，V粉5g，Al粉10g；步骤2：将称取的药芯粉末放到自动混粉机中，混粉时间为12小时，将得到的均匀药芯粉末放置于真空环式炉中加热至200℃，保温1小时后待用；步骤3：将纯铜带毛边一侧朝上放置于拉丝机的放带转盘处，将酒精擦拭后的铜带通过U型滚轮，然后将步骤2混合好的药芯粉末填充至成型后的U型铜带内，经过闭合槽封闭后，并利用孔径为2.5mm的减径模具完成第一道拉拔工序，将焊丝静置4小时，释放应力，然后依次减径至1.2mm，填充率为25wt.％；步骤4：将步骤3得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.T2铜与304不锈钢焊接用金属型药芯焊丝，其特征在于，包括药芯和焊皮，其中药芯质量百分比由以下组元组成：Ni粉：75％～85％，Ti粉：7％～10％，Sn粉：3％～10％，Mn粉：1％～5％，Si粉：1％～5％，V粉：2％～4％，Al粉：1％～2％，以上组分质量百分比之和为100％。

【技术特征摘要】
1.T2铜与304不锈钢焊接用金属型药芯焊丝，其特征在于，包括药芯和焊皮，其中药芯质量百分比由以下组元组成：Ni粉：75％～85％，Ti粉：7％～10％，Sn粉：3％～10％，Mn粉：1％～5％，Si粉：1％～5％，V粉：2％～4％，Al粉：1％～2％，以上组分质量百分比之和为100％。2.根据权利要求1所述的T2铜与304不锈钢焊接用金属型药芯焊丝，其特征在于，所述焊皮为纯铜带。3.根据权利要求1所述的T2铜与304不锈钢焊接用金属型药芯焊丝，其特征在于，药芯焊丝中药芯粉末的填充率为25wt.％-30wt.％。4.根据权利要求1所述的T2铜与304不锈钢焊接用金属型药芯焊丝，其特征在于，该药芯焊丝的直径为0.8mm-1.6mm。5.T2铜与304不锈钢焊接用金属型药芯焊丝的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1：根据所需要的配比按质量百分比分别称取Ni粉：75％～85％，Ti粉：7％～10％，Sn粉：3％～10％，Mn...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，张云龙，李静，史杰，王刚，郭宇飞，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61