專利名稱：異種金屬板材松襯的制備方法
異種金屬板材松襯的制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于板材松襯制造及焊接成形技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種異種金屬板材松襯的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著海洋工程、石油化工、制藥工程的快速發(fā)展，設(shè)備腐蝕環(huán)境的要求使得鎳、銅、 鈦、鋯、鉭、鈮等有色金屬及其合金被廣泛應(yīng)用于裝備制造中來。但這些有色材料價(jià)格高導(dǎo)致設(shè)備成本很高；因此，在實(shí)際應(yīng)用中多采用鎳、銅、鈦、鋯、鉭、鈮等有色金屬板材與鋼板的爆炸復(fù)合鋼板來替代這些有色金屬板材。同時(shí)，隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視；我國要求火力發(fā)電站的廢氣必須進(jìn)行脫硫后才能無污染排放入大氣中。因此，大量的鈦/鋼復(fù)合板又被應(yīng)用到我國火力發(fā)電站煙囪材料的升級(jí)換代中來。
目前，國內(nèi)外采用的鎳、銅、鈦、鋯、鉭、鈮等有色金屬板材與鋼板的復(fù)合板多采用爆炸復(fù)合技術(shù)成形。該技術(shù)在爆炸時(shí)將產(chǎn)生非常大的噪音和氣浪。因此，爆炸復(fù)合過程往往在野外進(jìn)行，工作環(huán)境較差，勞動(dòng)機(jī)械化落后，制造成本高；且往往因天氣原因影響生產(chǎn)周期。同時(shí)，采用炸藥作為能源導(dǎo)致在爆炸復(fù)合板生產(chǎn)過程中安全性要求非常高。
銅、鈦、鋯、鉭、鈮等有色金屬板材與鋼板的爆炸復(fù)合，復(fù)合板有色金屬的復(fù)層厚度下限較大，難以完成厚度小于2mm復(fù)層的爆炸結(jié)合。當(dāng)兩種材料硬度差異較大，如鋯、鉭、鈮與碳鋼爆炸時(shí)往往需加中間層過渡。且復(fù)層與基礎(chǔ)厚度比值不復(fù)合要求時(shí)也難以實(shí)現(xiàn)爆炸成形。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種異種金屬板材松襯的制備方法。該方法適用于石油化工、制藥、冶金及電力中鎳、銅、鈦、鋯、鉭、鈮等有色金屬與鋼松襯復(fù)合板設(shè)備的制造。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種異種金屬板材松襯的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟
步驟一、對(duì)鋼板母材的焊縫區(qū)進(jìn)行機(jī)械打磨拋光，除去氧化膜；
步驟二、采用拋光或酸洗方法對(duì)松襯復(fù)層母材焊縫區(qū)進(jìn)行處理；
步驟三、將步驟二中處理后的松襯復(fù)層母材的焊縫區(qū)和步驟一中機(jī)械打磨拋光后的鋼板母材的焊縫區(qū)對(duì)齊，并采用定位件將松襯復(fù)層母材和鋼板母材固定在一起；
步驟四、將步驟三中固定在一起的松襯復(fù)層母材和鋼板母材置于電阻縫焊機(jī)的上滾輪和下滾輪之間，采用電阻縫焊對(duì)松襯復(fù)層母材和鋼板母材進(jìn)行間隔焊接，焊接時(shí)控制相鄰兩條焊縫之間的距離為80mm 200mm，得到異種金屬板材松襯。
上述的異種金屬板材松襯的制備方法，步驟一中所述鋼板母材的厚度為3mm 20mmo
上述的異種金屬板材松襯的制備方法，步驟二中所述松襯復(fù)層母材的厚度為0. 8mm 6mm。
上述的異種金屬板材松襯的制備方法，步驟三中所述定位件為卡具或螺柱。
上述的異種金屬板材松襯的制備方法，步驟三中所述松襯復(fù)層母材和鋼板母材之間設(shè)置有釬料箔材。
上述的異種金屬板材松襯的制備方法，所述釬料箔材的厚度為0. 05mm 0. 5mm。
上述的異種金屬板材松襯的制備方法，所述釬料箔材通過點(diǎn)焊方式焊接于松襯復(fù)層母材上，所述點(diǎn)焊的兩個(gè)相鄰焊點(diǎn)之間的距離為150mm 250mm，焊點(diǎn)的直徑為2mm 5mm ο
上述的異種金屬板材松襯的制備方法，步驟四中所述上滾輪與松襯復(fù)層母材之間設(shè)置有銀箔。
上述的異種金屬板材松襯的制備方法，所述銀箔的厚度為0. 05mm 1mm。
上述的異種金屬板材松襯的制備方法，步驟四中所述焊接過程中采用質(zhì)量純度不小于99. 99%的氬氣對(duì)上滾輪與松襯復(fù)層母材的接觸區(qū)域進(jìn)行保護(hù)。
本發(fā)明的釬料箔材成分根據(jù)鋼板母材和松襯復(fù)層母材的合金成分確定，鋼板與鎳、銅合金之間可以不采用釬料或采用Cu-Sn-Ni基、Ag-Cu-Zn-Ni基釬料箔材；鋼板與鈦合金、鋯合金之間采用Ag-Cu基、Cu-Ti-Sn-Ag、Ti基和rLx基非晶態(tài)釬料箔材；鋼板與鉭合金、 鈮合金之間采用純Ni、純Cu、Cu-Ni基或Ni-Cr基釬料箔材。
本發(fā)明在縫焊過程中，由于工件間的接觸電阻大，電流通過松襯復(fù)層母材和鋼板母材之間產(chǎn)生電阻熱，從而形成熔核。同時(shí)，在焊接過程中通過滾輪電極給工件一定壓力。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明工序步驟簡單，制造成本較低，機(jī)械化程度高，操作方便，易于獲得高強(qiáng)度的焊縫，在某些工況下可以替代爆炸復(fù)合板應(yīng)用于石油化工、制藥、冶金及電力中鎳、銅、鈦、鋯、鉭、鈮與鋼復(fù)合板設(shè)備的制造，如壓力要求不是很高的換熱器，反應(yīng)釜，攪拌器的殼體材料，以及火力發(fā)電站中煙囪材料。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1焊接的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例2焊接的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例3焊接的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記說明
1-松襯復(fù)層母材； 2-鋼板母材； 3-焊縫；
4-上滾輪； 5-下滾輪； 6-釬料箔材；
7-銀箔。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
松襯復(fù)層母材銅鎳合金，材質(zhì)為HSn62_l ；厚度為2mm ；
鋼板母材材質(zhì)為Q345R，厚度為6mm ；
焊接結(jié)構(gòu)如圖1 ；
步驟一、采用砂輪打磨鋼板母材2的焊縫區(qū)，然后用千葉輪拋光除去焊縫區(qū)氧化膜；
步驟二、采用千葉輪拋光松襯復(fù)層母材1焊縫區(qū)，并用丙酮或無水乙醇擦拭焊縫區(qū)50mm范圍內(nèi)；
步驟三、將步驟二中處理后的松襯復(fù)層母材1的焊縫區(qū)和步驟一中機(jī)械打磨拋光后的鋼板母材2的焊縫區(qū)對(duì)齊，并采用卡具將松襯復(fù)層母材1和鋼板母材2固定在一起；
步驟四、將步驟三中固定在一起的松襯復(fù)層母材1和鋼板母材2置于電阻縫焊機(jī)的上滾輪4和下滾輪5之間，采用電阻縫焊對(duì)松襯復(fù)層母材1和鋼板母材2進(jìn)行間隔焊接，焊接時(shí)控制相鄰兩條焊縫3之間的距離為80mm，得到異種金屬板材松襯；焊前應(yīng)保證母材有很好光潔度，無氧化物、油污等，使得母材與滾輪的接觸電阻盡可能??；焊接電極滾輪(即上滾輪4和下滾輪幻為銅鋯合金，滾輪外徑為250mm，滾輪寬度為4. 5mm ；焊接電流 15kA，焊接電壓4V，焊接速度14mm/min，電極壓力為1. OkN。
對(duì)本實(shí)施例焊接后的異種金屬板材松襯進(jìn)行100% PT檢驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)裂痕，并對(duì)焊縫進(jìn)行剪切試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明焊縫接頭剪切強(qiáng)度達(dá)到ISOMPa以上。
實(shí)施例2
本實(shí)施例與實(shí)施例1相同，其中不同之處在于松襯復(fù)層母材的厚度為6mm，鋼板母材的厚度為20mm。
實(shí)施例3
本實(shí)施例與實(shí)施例1相同，其中不同之處在于松襯復(fù)層母材的厚度為0. 8mm，鋼板母材的厚度為3mm。
實(shí)施例4
松襯復(fù)層母材鈦合金，材質(zhì)為TA2，厚度為Imm ；
鋼板母材材質(zhì)為Q345R，厚度為3mm ；
釬料箔材材質(zhì)為Ti-37. Mr-15Cu-10Ni，厚度為 0. 05mm ；
焊接結(jié)構(gòu)如圖2;
步驟一、采用砂輪打磨鋼板母材2的焊縫區(qū)，然后用千葉輪拋光除去焊縫區(qū)氧化膜；
步驟二、常溫下將松襯復(fù)層母材1置于酸洗液中酸洗20min，然后用水清洗后風(fēng)干；所述酸洗液由氫氟酸、硝酸和水按照1 10 40的體積比混合配制而成，氫氟酸和硝酸均為分析純?cè)噭?br> 步驟三、將釬料箔材6置于松襯復(fù)層母材1上，用點(diǎn)焊方式每間隔200mm點(diǎn)焊一直徑為4mm的焊點(diǎn)，點(diǎn)焊時(shí)盡量保證釬料箔材6與松襯復(fù)層母材1表面貼緊，不得有釬料鼓起現(xiàn)象；然后將點(diǎn)焊有釬料箔材6的松襯復(fù)層母材1的焊縫區(qū)和步驟一中機(jī)械打磨拋光后的鋼板母材2的焊縫區(qū)對(duì)齊，使釬料箔材6位于松襯復(fù)層母材1與鋼板母材2之間，并采用螺柱將松襯復(fù)層母材1和鋼板母材2固定在一起；
步驟四、將步驟三中固定在一起的松襯復(fù)層母材1和鋼板母材2置于電阻縫焊機(jī)的上滾輪4和下滾輪5之間，采用電阻縫焊對(duì)松襯復(fù)層母材1和鋼板母材2進(jìn)行間隔焊接， 焊接時(shí)控制相鄰兩條焊縫3之間的距離為200mm，得到異種金屬板材松襯；焊接過程中采用質(zhì)量純度不小于99. 99%的氬氣對(duì)上滾輪4與松襯復(fù)層母材1的接觸區(qū)域進(jìn)行保護(hù)；焊接電極滾輪(即上滾輪4和下滾輪幻為銅鋯合金，滾輪外徑為250mm，滾輪寬度為4. 5mm ；焊接電流0. 85kA，焊接電壓4V，焊接速度16mm/min，電極壓力為1. 5kN。
本實(shí)施例焊接后的鈦板表面呈淡金黃色，對(duì)焊接后的異種金屬板材松襯進(jìn)行 100 % PT檢驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)裂痕，并對(duì)焊縫進(jìn)行剪切試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明焊縫接頭剪切強(qiáng)度達(dá)到 280MPa 以上。
實(shí)施例5
本實(shí)施例與實(shí)施例4相同，其中不同之處在于松襯復(fù)層母材的厚度為0. 8mm，鋼板母材的厚度為IOmm;酸洗液由氫氟酸、硝酸和水按照1 9 10的體積比混合配制而成； 釬料箔材的厚度為0. 5mm ；相鄰兩個(gè)焊點(diǎn)之間的距離為150mm，焊點(diǎn)直徑為2mm。
實(shí)施例6
本實(shí)施例與實(shí)施例4相同，其中不同之處在于松襯復(fù)層母材的厚度為6mm，鋼板母材的厚度為20mm;酸洗液由氫氟酸、硝酸和水按照1 10 20的體積比混合配制而成； 釬料箔材的厚度為0. 2mm ；相鄰兩個(gè)焊點(diǎn)之間的距離為250mm，焊點(diǎn)直徑為5mm。
實(shí)施例7
松襯復(fù)層母材鉭合金，材質(zhì)為Ta2. 5W，厚度為0. 8mm ；
鋼板母材材質(zhì)為S30403，厚度為3mm ；
釬料箔材材質(zhì)為Cu-30Ni-5Cr，厚度為0. 05mm ；
銀箔材質(zhì)為純銀，厚度為0. 05mm,寬度為60mm(可反復(fù)使用15-20次，然后回收)；
焊接結(jié)構(gòu)如圖3;
步驟一、采用砂輪打磨鋼板母材2的焊縫區(qū)，然后用千葉輪拋光除去焊縫區(qū)氧化膜；
步驟二、常溫下將松襯復(fù)層母材1置于酸洗液中酸洗50s，然后用水清洗后風(fēng)干； 所述酸洗液由氫氟酸、硝酸、硫酸和水按照2 :5:8: 10的體積比混合配制而成，氫氟酸、 硝酸和硫酸均為分析純?cè)噭?br> 步驟三、將釬料箔材6置于松襯復(fù)層母材1上，用點(diǎn)焊方式每間隔200mm點(diǎn)焊一直徑為5mm的焊點(diǎn)，點(diǎn)焊時(shí)盡量保證釬料箔材6與松襯復(fù)層母材1表面貼緊，不得有釬料鼓起現(xiàn)象；然后將點(diǎn)焊有釬料箔材6的松襯復(fù)層母材1的焊縫區(qū)和步驟一中機(jī)械打磨拋光后的鋼板母材2的焊縫區(qū)對(duì)齊，使釬料箔材6位于松襯復(fù)層母材1與鋼板母材2之間，采用卡具將松襯復(fù)層母材1和鋼板母材2固定在一起；
步驟四、將步驟三中固定在一起的松襯復(fù)層母材1和鋼板母材2置于電阻縫焊機(jī)的上滾輪4和下滾輪5之間，在上滾輪4與松襯復(fù)層母材1之間放置用于保護(hù)松襯復(fù)層母材1表面不產(chǎn)生壓痕并加快松襯復(fù)層母材1焊縫區(qū)的導(dǎo)熱防止焊縫區(qū)氧化的銀箔7，最后采用電阻縫焊對(duì)松襯復(fù)層母材1和鋼板母材2進(jìn)行間隔焊接，焊接時(shí)控制相鄰兩條焊縫3之間的距離為150mm，得到異種金屬板材松襯；焊接過程中采用質(zhì)量純度不小于99. 99%的氬氣對(duì)上滾輪4與松襯復(fù)層母材1的接觸區(qū)域進(jìn)行保護(hù)；焊接電極滾輪(即上滾輪4和下滾輪5)為銅鋯合金，滾輪外徑為250mm，滾輪寬度為5. Omm ；焊接電流0. 45kA，焊接電壓4V，焊接速度10mm/min，電極壓力為2. OkN。
本實(shí)施例焊接后的鉭材表面幾乎無氧化，對(duì)焊接后的異種金屬板材松襯進(jìn)行100% PT檢驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)裂痕，并對(duì)焊縫進(jìn)行剪切試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明焊縫接頭剪切強(qiáng)度達(dá)到 180MPa 以上。
實(shí)施例8
本實(shí)施例與實(shí)施例7相同，其中不同之處在于松襯復(fù)層母材的厚度為6mm，鋼板母材的厚度為20mm ；釬料箔材的厚度為0. 5mm ；相鄰兩個(gè)焊點(diǎn)之間的距離為150mm，焊點(diǎn)直徑為3mm ；銀箔的厚度為1mm。
實(shí)施例9
本實(shí)施例與實(shí)施例7相同，其中不同之處在于松襯復(fù)層母材的厚度為5mm，鋼板母材的厚度為IOmm ；釬料箔材的厚度為0. 2mm ；相鄰兩個(gè)焊點(diǎn)之間的距離為250mm，焊點(diǎn)直徑為2mm ；銀箔的厚度為0. 5mm。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何限制，凡是根據(jù)發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種異種金屬板材松襯的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟一、對(duì)鋼板母材O)的焊縫區(qū)進(jìn)行機(jī)械打磨拋光，除去氧化膜；步驟二、采用拋光或酸洗方法對(duì)松襯復(fù)層母材(1)焊縫區(qū)進(jìn)行處理；步驟三、將步驟二中處理后的松襯復(fù)層母材(1)的焊縫區(qū)和步驟一中機(jī)械打磨拋光后的鋼板母材O)的焊縫區(qū)對(duì)齊，并采用定位件將松襯復(fù)層母材(1)和鋼板母材O)固定在一起；步驟四、將步驟三中固定在一起的松襯復(fù)層母材(1)和鋼板母材(2)置于電阻縫焊機(jī)的上滾輪(4)和下滾輪( 之間，采用電阻縫焊對(duì)松襯復(fù)層母材(1)和鋼板母材( 進(jìn)行間隔焊接，焊接時(shí)控制相鄰兩條焊縫C3)之間的距離為80mm 200mm，得到異種金屬板材松襯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異種金屬板材松襯的制備方法，其特征在于，步驟一中所述鋼板母材O)的厚度為3mm 20mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異種金屬板材松襯的制備方法，其特征在于，步驟二中所述松襯復(fù)層母材(1)的厚度為0. 8mm 6mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異種金屬板材松襯的制備方法，其特征在于，步驟三中所述定位件為卡具或螺柱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異種金屬板材松襯的制備方法，其特征在于，步驟三中所述松襯復(fù)層母材(1)和鋼板母材( 之間設(shè)置有釬料箔材(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的異種金屬板材松襯的制備方法，其特征在于，所述釬料箔材 (6)的厚度為0. 05mm 0. 5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的異種金屬板材松襯的制備方法，其特征在于，所述釬料箔材(6)通過點(diǎn)焊方式焊接于松襯復(fù)層母材⑴上，所述點(diǎn)焊的兩個(gè)相鄰焊點(diǎn)之間的距離為 150mm 250mm，焊點(diǎn)的直徑為2mm 5mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異種金屬板材松襯的制備方法，其特征在于，步驟四中所述上滾輪(4)與松襯復(fù)層母材(1)之間設(shè)置有銀箔(7)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的異種金屬板材松襯的制備方法，其特征在于，所述銀箔(7)的厚度為0. 05mm 1mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異種金屬板材松襯的制備方法，其特征在于，步驟四中所述焊接過程中采用質(zhì)量純度不小于99. 99%的氬氣對(duì)上滾輪(4)與松襯復(fù)層母材(1)的接觸區(qū)域進(jìn)行保護(hù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種異種金屬板材松襯的制備方法，該方法為一、對(duì)鋼板母材的焊縫區(qū)進(jìn)行機(jī)械打磨拋光，除去氧化膜；二、采用拋光或酸洗方法對(duì)松襯復(fù)層母材焊縫區(qū)進(jìn)行處理；三、將處理后的松襯復(fù)層母材的焊縫區(qū)和機(jī)械打磨拋光后的鋼板母材的焊縫區(qū)對(duì)齊，并采用定位件將松襯復(fù)層母材和鋼板母材固定在一起；四、將松襯復(fù)層母材和鋼板母材置于電阻縫焊機(jī)的上滾輪和下滾輪之間，采用電阻縫焊對(duì)松襯復(fù)層母材和鋼板母材進(jìn)行焊接。本發(fā)明工序步驟簡單，制造成本較低，機(jī)械化程度高，操作方便，易于獲得高強(qiáng)度的焊縫，在某些工況下可以替代爆炸復(fù)合板應(yīng)用于石油化工、制藥、冶金及電力中鎳、銅、鈦、鋯、鉭、鈮與鋼復(fù)合板設(shè)備的制造。
文檔編號(hào)B23K11/06GK102500900SQ20111037476
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者葉建林, 孫萬倉, 巨建輝, 楊永福, 毛輝, 董斌, 袁敏哲, 袁曉鵬, 賀旭明, 趙斌 申請(qǐng)人:西安優(yōu)耐特容器制造有限公司