【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料焊接，具体涉及大厚度铜-钢对接焊接用焊丝，本专利技术还涉及大厚度铜-钢对接焊接用焊丝的制备方法及采用大厚度铜-钢对接焊接用焊丝进行铜-钢对接焊接方法。
技术介绍
1、异种接头往往具有同种材料接头无法获得的性能，因此推进异种金属材料之间的焊接连接是工业发展的必然。铜和钢的焊接属于典型的异种材料的连接。铜和钢虽然不存在脆性金属间化合物，但是其焊接过程中容易存在以下问题：
2、(1)焊缝易产生热裂纹。由于铜与钢会形成低熔点共晶，以及线膨胀系数相差较大，焊缝容易产生热裂纹和晶界偏析(即低熔点共晶合金或是铜的偏析)，因而焊接时，在较大焊接应力作用下，呈现出宏观裂纹。
3、(2)热影响区产生铜的渗透裂纹。铜及铜合金与不锈钢焊接时容易出现铜的渗透裂纹。为防止渗透裂纹产生，需要合理选择焊接工艺，选用小的焊接热输入量；同时还要选择合适的填充材料，控制易产生低熔点共晶的元素(s，p，cu2o，fes，fep)。
4、(3)焊接接头力学性能降低下，使接头的塑性、韧性、导电性。
5、上述原因，限制了铜-钢异种材料焊接接头的广泛应用。尤其是对于大厚度的铜和钢板材焊接时，上述问题更加凸显。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供大厚度铜-钢对接焊接用焊丝，解决了铜和钢异种材料连接时接头开裂和性能降低问题。
2、本专利技术的另一个目的是提供大厚度铜-钢对接焊接用焊丝的制备方法。
3、本专利技术的第三个目的是提供采用大
4、本专利技术所采用的第一个技术方案是，大厚度铜-钢对接焊接用焊丝，包括药粉和焊皮，其中药粉按质量百分比由以下组分组成：ni粉15～20％，cr粉10～20％，mo粉5～10％，zr粉5～10％，v粉5～10％，si粉5～10％，mn粉5～10％，al粉1～3％，剩余为cu粉，以上组分质量百分比之和为100％。
5、本专利技术的特征还在于，
6、各个药芯粉末的粒度都是100～200目。
7、焊皮为t2紫铜带，铜带厚度0.4mm，宽度7mm。
8、药芯焊丝的填充量控制在30wt％～32wt％。
9、本专利技术所采用的第二个技术方案是，上述大厚度铜-钢对接焊接用焊丝的制备方法，具体步骤如下：
10、步骤1：按质量百分比分别称取以下药粉：ni粉15～20％，cr粉10～20％，mo粉5～10％，zr粉5～10％，v粉5～10％，si粉5～10％，mn粉5～10％，al粉1～3％，剩余为cu粉，以上组分质量百分比之和为100％；
11、步骤2：将步骤1称取的药芯粉末，将其置于真空加热炉内加热，加热温度为150℃～180℃，保温时间为1h～3h，去除药粉中的结晶水；烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合，混合时间为1h～2h；
12、步骤3：采用酒精去除t2铜带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在t2铜带带内，第一道拉拔磨具孔径为2.6mm；
13、步骤4：第一道工序拉拔完毕后，依次减小磨具孔径拉拔，最终获得的药芯焊丝直径为1.0～1.2mm；
14、步骤5：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。
15、本专利技术的特征还在于，
16、步骤1中，各个药芯粉末的粒度都是100～200目。
17、步骤3中，t2紫铜带为焊皮，铜带厚度0.4mm，宽度7mm；药芯焊丝的填充量控制在30wt％～32wt％。
18、本专利技术所采用的第三个技术方案是，采用大厚度铜-钢对接焊接用焊丝进行铜-钢对接焊接方法，具体为：
19、s1：对铜板和钢板开焊接用不对称x形坡口，对铜侧进行预热处理，预热温度为250℃～350℃；
20、s2：采用上的大厚度铜-钢对接焊接用焊丝在铜-钢一侧坡口处进行第一焊道的焊接，选择cmt焊接电源，焊接电流为200a～250a；
21、s3：翻转铜-钢试板，采用上述的大厚度铜-钢对接焊接用焊丝在铜-钢另一侧坡口处进行第二焊道的焊接，选择cmt焊接电源，焊接电流为200a～250a；控制层间温度在250℃～350℃；
22、s4：按照上述步骤s2和s3依次进行，重复步骤s2和s3；直至将坡口填充完毕。
23、本专利技术的特征还在于，
24、步骤s1中，铜板和钢板的厚度均在10mm～20mm；对铜板和钢板开焊接用不对称x形坡口，具体为：铜侧坡口单边角度是30°±5°，钢侧坡口单边角度是10°±5°，焊接时预留间隙为0.5mm～1.0mm。
25、本专利技术的有益效果是：
26、(1)本专利技术药芯焊丝直径比较小，丝径为1.0～1.2mm的药芯焊丝适用广泛，该药芯焊丝既可用于tig焊，又可用于mig焊。
27、(2)本专利技术药芯焊丝，通过t2铜带包裹药粉，其熔覆效率较一般的实心焊丝高，熔池流动性好，焊后焊缝成形美观。
28、(3)本专利技术药芯焊丝的主要元素是cu，cu与两侧母材(钢和铜)之间焊接性良好。在焊丝中添加了ni、cr、mo、zr、v，si，mn，al，起到调节铜基药芯焊丝的流动性、强度的作用。cr、zr还可以通过后续的热处理进一步提高焊缝的强度。si、mn的联合添加，还有脱氧的作用，减少焊缝气孔产生倾向。
29、(4)本专利技术方法采用针对铜、钢的热物理性能，采用合理的焊接工艺参数，保证焊接过程的顺利进行，从而得到高质量、无缺陷的铜-钢异种接头。
30、(5)本专利技术药芯焊丝合金元素较少，制备工艺简单，便于进行大规模批量生产。
31、(6)本专利技术通过开发一种铜-钢对接焊接用药芯焊丝，旨在解决大厚度铜、钢板材对接连接时出现的开裂问题，本专利技术还开发对接连接时的焊接方法，从而进一步减少焊缝开裂，提高接头性能。
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1.大厚度铜-钢对接焊接用焊丝，其特征在于，包括药粉和焊皮，其中药粉按质量百分比由以下组分组成：Ni粉15～20％，Cr粉10～20％，Mo粉5～10％，Zr粉5～10％，V粉5～10％，Si粉5～10％，Mn粉5～10％，Al粉1～3％，剩余为Cu粉，以上组分质量百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述的大厚度铜-钢对接焊接用焊丝，其特征在于，各个药芯粉末的粒度都是100～200目。
3.根据权利要求1所述的大厚度铜-钢对接焊接用焊丝，其特征在于，焊皮为T2紫铜带，铜带厚度0.4mm，宽度7mm。
4.根据权利要求1所述的大厚度铜-钢对接焊接用焊丝，其特征在于，药芯焊丝的填充量控制在30wt％～32wt％。
5.大厚度铜-钢对接焊接用焊丝的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
6.根据权利要求5所述的大厚度铜-钢对接焊接用焊丝的制备方法，其特征在于，步骤1中，各个药芯粉末的粒度都是100～200目。
7.根据权利要求5所述的大厚度铜-钢对接焊接用焊丝的制备方法，其特征在于，步骤3中，T2紫铜带为焊皮，
8.采用大厚度铜-钢对接焊接用焊丝进行铜-钢对接焊接方法，其特征在于，具体为：
9.根据权利要求8所述的采用大厚度铜-钢对接焊接用焊丝进行铜-钢对接焊接方法，其特征在于，步骤S1中，铜板和钢板的厚度均在10mm～20mm；对铜板和钢板开焊接用不对称X形坡口，具体为：铜侧坡口单边角度是30°±5°，钢侧坡口单边角度是10°±5°，焊接时预留间隙为0.5mm～1.0mm。
...【技术特征摘要】
1.大厚度铜-钢对接焊接用焊丝，其特征在于，包括药粉和焊皮，其中药粉按质量百分比由以下组分组成：ni粉15～20％，cr粉10～20％，mo粉5～10％，zr粉5～10％，v粉5～10％，si粉5～10％，mn粉5～10％，al粉1～3％，剩余为cu粉，以上组分质量百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述的大厚度铜-钢对接焊接用焊丝，其特征在于，各个药芯粉末的粒度都是100～200目。
3.根据权利要求1所述的大厚度铜-钢对接焊接用焊丝，其特征在于，焊皮为t2紫铜带，铜带厚度0.4mm，宽度7mm。
4.根据权利要求1所述的大厚度铜-钢对接焊接用焊丝，其特征在于，药芯焊丝的填充量控制在30wt％～32wt％。
5.大厚度铜-钢对接焊接用焊丝的制备方法，其特征在于，具体步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：褚巧玲，杨聃，赵鹏康，严富学，张赛飞，莫仁润，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：
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