导航：X技术最新专利机械加工,机床金属加工设备的制造及其加工,应用技术
本发明针对钛-管线钢复合板焊接时易形成脆性金属间化合物及低熔点共晶体导致的焊接难题，提出采用Cu-Ag-Mo药芯焊丝实现熔焊对接。通过Ag与Ti的有限固溶性抑制脆性相生成，Mo细化晶粒提升强韧性，紫铜外皮隔离钛钢反应，结合三阶段焊接工艺，显著改善接头力学性能。
[0001]本发明属于金属材料焊接技术领域，具体涉及一种钛-管线钢焊接用Cu-Ag-Mo焊丝，本发明还涉及该焊丝的制备方法。
[0002]钛-管线钢复合板是一种新型爆炸双金属复合板，兼具钛的强耐腐蚀性和管线钢的高强韧性。实现其在油气运输管道上的应用，既能解决单一管线钢管道易被腐蚀的难点，又能解决用单一耐腐蚀材料制造油气运输管道的高成本问题。然而，由于钛、钢物理、化学特性差异较大，极易形成低熔点共晶体和T1、Fe金属间脆性化合物，使得钛-管线钢复合板难以熔焊连接，严重阻碍了其在油气管道上的应用。目前，关于钛-管线钢复合板的对接问题仅有少量焊接工艺方面的报道，而且现有的钛-管线钢复合板的对接均采用加盖板的钛、钢互不相溶的搭接焊接方式，这种焊接方法工艺复杂，难以实现工程化应用，尚未见关于其熔焊连接焊接材料的报道。
[0003]本发明的目的是提供一种钛-管线钢焊接用Cu-Ag-Mo焊丝，实现了钛-管线钢复合板的熔焊对接。
[0004]本发明的另一个目的是提供一种钛-管线钢焊接用Cu-Ag-Mo焊丝的制备方法。
[0005]本发明所采用的技术方案是，钛-管线钢焊接用Cu-Ag-Mo焊丝，包括药芯和外皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成:Ag粉80?90%，Mo粉10?20%，以上组分质量百分比之和为100% ;外皮为紫铜带。
[0008]本发明所采用的另一个技术方案是，钛-管线钢焊接用Cu-Ag-Mo焊丝的制备方法，具体步骤如下:
[0009]步骤1:按质量百分比分别称取80?90%的Ag粉和10?20%的Mo粉，上述组分质量百分比之和为100% ；
[0010]步骤2:将步骤I称取的Ag粉和Mo粉放到混粉机中，干混得到混合均匀的药芯粉末；将其置于线:通过药芯焊丝制丝机把步骤2烘干的药芯粉末包裹在紫铜带内，控制药芯粉末的填充为13?15%，然后拉拔至直径为1.2mm，得到Cu-Ag-Mo焊丝。
[0015](I)本发明钛-管线钢焊接用Cu-Ag-Mo焊丝，直径为1.2mm的药芯焊丝适用广泛，该药芯焊丝既可采用手工钨极氩弧焊方法焊接，又可采用自动非熔化极惰性气体保护焊方法焊接；
[0016](2)本发明钛-管线钢焊接用Cu-Ag-Mo焊丝，Ag元素和Ti元素有一定的溶解度，且不形成金属间化合物等脆性相，且银质地较软，可减少过渡层焊接应力，减少裂纹的产生；微量的Mo元素的加入，不仅能与Ti元素无限固溶，还能起到了细化晶粒，进一步提高焊缝强韧性的作用。
[0017](4)本发明钛-管线钢焊接用Cu-Ag-Mo焊丝的制备方法，工艺简单，便于进行大规模批量生产。
[0019]本发明钛-管线钢焊接用Cu-Ag-Mo焊丝，包括药芯和外皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成:Ag粉80?90%，Mo粉10?20%，以上组分质量百分比之和为100% ；外皮为紫铜带。
[0022]Cu元素:由于Cu元素不与基层钢形成金属间化合物脆性相，并且可以改变钛钢复合板过渡层组织形貌。铜做为中间层，对钛和铁元素形成金属间化合物有一定的隔离作用，在焊缝中，钛和铁的金属间化合物层被钛和铜的金属间化合物代替，使焊缝的塑性和韧性有一定的提高，由于钛和铜的金属间化合物相对较软，使的焊缝中的热应力相对减少这对避免焊后裂纹有一定的好处。铜的固溶体可以打断钛和铁的金属间化合物，并且可以减少焊缝的硬度。
[0023]Ag元素和Ti元素有一定的溶解度，且不形成金属间化合物等脆性相，且银质地较软，可减少过渡层焊接应力，减少裂纹的产生。银元素的加入可以细化过渡层组织，提高焊缝的强韧性。在焊接过程中，银元素的加入可以提高药芯焊丝的润湿性和流动性，对于焊缝的成型起到至关重要的作用。
[0024]微量Mo元素的加入在焊缝中起到了细化晶粒，进一步提高了焊缝强韧性的作用，同时可以促进固溶相，对基体起到固溶强化的作用，同时可以减少焊缝中金属间化合物的形成，对于焊缝中裂纹的减少起到一定的作用。
[0025]上述钛-管线钢焊接用Cu-Ag-Mo焊丝的制备方法，具体步骤如下:
[0026]步骤1:按质量百分比分别称取80?90%的Ag粉和10?20%的Mo粉，上述组分质量百分比之和为100% ；
[0027]步骤2:将步骤I称取的Ag粉和Mo粉放到混粉机中，干混得到混合均匀的药芯粉末；将其置于真空加热炉内烘干，以去除药芯粉末中的结晶水，烘干温度为200°C，时间为2.5h ；
[0028]步骤3:通过药芯焊丝制丝机把步骤2烘干的药芯粉末包裹在紫铜带内，控制药芯粉末的填充为13?15%，然后拉拔至直径为1.2mm，得到Cu-Ag-Mo焊丝。
[0030]步骤1:按质量百分比分别称取80%的Ag粉和20%的Mo粉，上述组分质量百分比之和为100% ；
[0031]步骤2:将步骤I称取的Ag粉和Mo粉放到混粉机中，干混得到混合均匀的药芯粉末；将其置于真空加热炉内烘干，以去除药芯粉末中的结晶水，烘干温度为200°C，时间为2.5h ；
[0032]步骤3:通过药芯焊丝制丝机把步骤2烘干的药芯粉末包裹在紫铜带内，控制药芯粉末的填充为13%，然后拉拔至直径为1.2mm，得到Cu-Ag-Mo焊丝。
[0033]用实施例1制备的Cu-Ag-Mo焊丝(过渡层)，配合纯钛丝(钛层)，及ER50-6管线钢焊丝(钢层)焊接钛-管线)复合板。焊接工艺为:钛-管线)复合板开不对称的双V形坡口(钢层在下、钛层在上)，钢侧坡口角度为60°，钛侧坡口角度为100°。焊接顺序为:钢层-过渡层-钛层；钢层采用CO2气体保护焊，焊接电流为200-230A，过渡层采用手工TIG焊，焊接电流为110-130A，钛层采用自动钨极氩弧焊，焊接电流分别为:130-150A。
[0034]经测试，接头力学性能为:抗拉强度480MPa，屈服强度392MPa，断后延伸率7%，断面收缩率11.3%，室温冲击功20J。
[0036]步骤1:按质量百分比分别称取85%的Ag粉和15%的Mo粉，上述组分质量百分比之和为100% ；
[0037]步骤2:将步骤I称取的Ag粉和Mo粉放到混粉机中，干混得到混合均匀的药芯粉末；将其置于真空加热炉内烘干，以去除药芯粉末中的结晶水，烘干温度为200°C，时间为2.5h ；
[0038]步骤3:通过药芯焊丝制丝机把步骤2烘干的药芯粉末包裹在紫铜带内，控制药芯粉末的填充为14%，然后拉拔至直径为1.2mm，得到Cu-Ag-Mo焊丝。
[0039]用实施例2制备的Cu-Ag-Mo焊丝(过渡层)，配合纯钛丝(钛层)，及ER50-6管线钢焊丝(钢层)焊接钛-管线)复合板。焊接工艺为:钛-管线)复合板开不对称的双V形坡口(钢层在下、钛层在上)，钢侧坡口角度为60°，钛侧坡口角度为100°。焊接顺序为:钢层-过渡层-钛层；钢层采用CO2气体保护焊，焊接电流为200-230A，过渡层采用手工TIG焊，焊接电流为110-130A，钛层采用自动钨极氩弧焊，焊接电流分别为:130-150A。
[0040]经测试，接头力学性能为:抗拉强度510MPa，屈服强度402MPa，断后延伸率8%，断面收缩率12.5%，室温冲击功32J。
[0042]步骤1:按质量百分比分别称取90%的Ag粉和10%的Mo粉，上述组分质量百分比之和为100% ；
[0043]步骤2:将步骤I称取的Ag粉和Mo粉放到混粉机中，干混得到混合均匀的药芯粉末；将其置于真空加热炉内烘干，以去除药芯粉末中的结晶水，烘干温度为200°C，时间为2.5h ；
[0044]步骤3:通过药芯焊丝制丝机把步骤2烘干的药芯粉末包裹在紫铜带内，控制药芯粉末的填充为15%，然后拉拔至直径为1.2mm，得到Cu-Ag-Mo焊丝。
[0045]用实施例3制备的Cu-Ag-Mo焊丝(过渡层)，配合纯钛丝(钛层)，及ER50-6管线钢焊丝(钢层)焊接钛-管线)复合板。焊接工艺为:钛-管线)复合板开不对称的双V形坡口(钢层在下、钛层在上)，钢侧坡口角度为60°，钛侧坡口角度为100°。焊接顺序为:钢层-过渡层-钛层；钢层采用CO2气体保护焊，焊接电流为200-230A，过渡层采用手工TIG焊，焊接电流为110-130A，钛层采用自动钨极氩弧焊，焊接电流分别为:130-150A。
[0046]经测试，接头力学性能为:抗拉强度530MPa，屈服强度418MPa，断后延伸率3.5%，断面收缩率7%，室温冲击功18J。
1.钛-管线钢焊接用Cu-Ag-M0焊丝，其特征在于，包括药芯和外皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成:Ag粉80?90%，Mo粉10?20%，以上组分质量百分比之和为100% ;外皮为紫铜带。
2.根据权利要求1所述的钛-管线钢焊接用Cu-Ag-Mo焊丝，其特征在于，药芯的填充量为13?15%。
3.钛-管线钢焊接用Cu-Ag-Mo焊丝的制备方法，其特征在于，具体步骤如下:步骤1:按质量百分比分别称取80?90%的Ag粉和10?20%的Mo粉，上述组分质量百分比之和为100% ；步骤2:将步骤I称取的Ag粉和Mo粉放到混粉机中，干混得到混合均匀的药芯粉末；将其置于线:通过药芯焊丝制丝机把步骤2烘干的药芯粉末包裹在紫铜带内，控制药芯粉末的填充为13?15%，然后拉拔至直径为1.2mm，得到Cu-Ag-Mo焊丝。
4.根据权利要求3所述的钛-管线钢焊接用Cu-Ag-Mo焊丝的制备方法，其特征在于，步骤2中烘干温度为200°C，时间为2.5h。
【专利摘要】本发明公开了一种钛-管线钢焊接用Cu-Ag-Mo焊丝，包括药芯和外皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：Ag粉80～90％，Mo粉10～20％，以上组分质量百分比之和为100％；外皮为紫铜带。本发明还公开了其制备方法：将Ag粉和Mo粉混合均匀后烘干；然后包裹在紫铜带内，拉拔至直径为1.2mm，得到。本发明钛-管线钢焊接用Cu-Ag-Mo焊丝，Ag元素和Ti元素有一定的溶解度，且不形成金属间化合物等脆性相，且银质地较软，可减少过渡层焊接应力，减少裂纹的产生；微量的Mo元素的加入，不仅能与Ti元素无限固溶，还能起到了细化晶粒，进一步提高焊缝强韧性的作用。
针对钛-管线钢焊接中金属间化合物脆性相导致的接头性能差问题，提出采用含V（75-85%）和Zr（15-25%）的Cu-V-Zr药芯焊丝。通过V与Ti形成连续固溶体、Cu抑制碳化物生成，有效减少...
针对钛-管线钢焊接中易出现裂纹和组织缺陷的问题，提出采用Cu-Ag-Zr药芯焊丝的解决方案。通过Ag粉细化过渡层组织、Zr粉改善冶金结合，配合优化的烘干（120-130℃）和拉拔工艺，显著提升...
针对钛钢复合板焊接中易出现裂纹、气孔等缺陷的问题，提出采用含V、Mo药芯焊丝的解决方案。通过优化V（40%-60%）与Mo（40%-60%）配比，并采用紫铜带包裹拉拔工艺，显著提升焊接接头的强...
针对钛-钢复合板焊接中过渡层冶金结合差、力学性能不足的问题，提出一种含V、Mo、Ni的药芯焊丝。通过优化药芯成分比例（V 30-50%、Mo 30-50%、Ni 10-30%）及紫铜带包裹工艺...
针对钛钢复合板焊接中冶金结合差、易产生裂纹和气孔的问题，提出一种含V、Mo、Cr的药芯焊丝。通过优化焊丝成分（V 30-50%、Mo 30-50%、Cr 10-30%）及制备工艺，实现过渡层与...
针对钛-管线钢复合板熔焊易形成脆性金属间化合物及裂纹的问题，提出采用Cu-Ag-Cr药芯焊丝的解决方案。通过Ag元素与Ti的有限溶解性避免脆性相生成，Cr元素细化晶粒并提升焊缝韧性，紫铜外皮隔...
钛-管线钢复合板焊接存在脆性相及工艺复杂问题，通过开发Cu-V药芯焊丝，利用Cu隔离金属间化合物、V优化组织的冶金作用，实现熔焊对接，显著提升接头性能，工艺简单易规模化生产。 ...
钛-管线钢复合板因钛钢物理化学差异大易形成脆性金属间化合物，导致焊接困难。通过开发Ag-V药芯焊丝，利用Ag与Ti的互溶性和V的固溶强化作用，有效抑制脆性相生成，优化过渡层组织，实现熔焊连接。...
针对钛-管线钢复合板因物理化学差异大导致熔焊困难、易形成脆性相的问题，提出采用Ag-Ni药芯焊丝实现熔焊连接。通过Ag元素与Ti的互溶性和Ni元素优化组织的特性，有效抑制金属间化合物生成，提升...
1. 高分子成型加工新技术及模具（包括外场对材料物理属性的影响机制、特种成型工艺及模具设计、复合成型技术及模具装备、模具CAD/CAE等） 2. 高分子基生化分析材料（包括生物分析专用试剂盒、高分子型试剂保护助剂等） 3. 药检分析仪器及耗材 4. 功能塑料与功能包装材料
1.食品科学 2.农产品加工及贮藏工程 主要研究方向： 1. 农产品保鲜与加工技术 2. 鲜切果蔬加工 3. 功能活性酚类物质加工稳定性及其留存规律 4. 超声波声化效应研究
1.机电一体化系统设计与开发 2.嵌入式系统设计与开发 3.工业与服务机器人技术研究
