[发明专利]钛‑管线钢焊接用Cu‑Ag‑Nb焊丝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料及其制备技术领域，具体涉及一种钛-管线钢焊接用Cu-Ag-Nb焊丝，本发明还涉及该焊丝的制备方法。

背景技术

采用爆炸复合的钛-管线钢双金属复合板，综合两种金属的优点，既具有钛的强耐腐蚀性和管线钢的高强韧性，又节约了钛材，降低了生产成本。钛-管线钢复合板以其低廉的价格、优越的性能，在石油、化工等行业得到广泛的应用。然而，由于钛和钢之间的物理、化学特性差异较大，极易形成低熔点共晶体和TiFe、TiFe₂等金属间脆性化合物，使得钛-管线钢复合板难以熔焊连接，严重阻碍了其在油气、化工等输送管道上的应用。目前，关于钛-管线钢复合板的熔焊连接的过渡层焊接材料较少有报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种钛-管线钢焊接用Cu-Ag-Nb焊丝，该焊丝作为过渡层能够有效的避免钛和钢金属间化合物的产生，将钛和钢的组织良好的结合在一起，实现钛-管线钢复合板的熔焊对接。

本发明的另一个目的是提供一种钛-管线钢焊接用Cu-Ag-Nb焊丝的制备方法。

本发明所采用的技术方案是：钛-管线钢焊接用Cu-Ag-Nb焊丝，包括药皮和焊芯，其中焊芯按质量百分比由以下组分组成：铌粉50％～90％，银粉10％～50％，以上组分质量百分比之和为100％；药皮为紫铜带。

本发明的特点还在于，

铌粉纯度≥99.95％，粒径为100目；银粉纯度100％。

本发明所采用的另一个技术方案是，钛-管线钢焊接用Cu-Ag-Nb焊丝的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，按质量百分比分别称取铌粉50％～90％，银粉10％～50％，以上组分质量百分比之和为100％，分别放置在真空炉中加热至150℃后，保温1h，然后将烘干的铌粉和银粉放到混粉机中，搅拌混合均匀；

步骤2，将紫铜带放在放带机上，经过铜带清洗设备后进行轧U型凹槽；然后将紫铜带前端在碾丝机上碾细后，放入孔径为2.5mm的模具上，再通过成型机进行铜带合口，制成接口结合密实的预拉带；

步骤3，将步骤1的混合粉末倒入加料机上，填入带U型凹槽的紫铜带预拉带上，控制药粉的填充率为10～15％，拉拔成直径为2.5mm的焊丝；

步骤4，将步骤3得到的焊丝放在减径机上处理，更换不同孔径的模具逐级减径拉拔，每次减径幅度为0.2mm，最终制得直径为1.2mm的Cu-Ag-Nb焊丝。

本发明的特点还在于，

步骤1中铌粉纯度≥99.95％，粒径为100目；银粉纯度100％。

本发明的有益效果是，

1.本发明钛-管线钢焊接用Cu-Ag-Nb焊丝，具有以下优点：(1)本发明焊丝，适用于手工钨极氩弧焊和自动钨极氩弧焊；(2)本发明焊丝作为过渡层能够有效的避免钛和钢金属间化合物的产生，将钛和钢的组织良好的结合在一起，实现钛-管线钢复合板的熔焊对接，银粉的加入，减少了飞溅的产生，提高了药粉的使用率；(3)钛-管线钢复合板开不对称的X形坡口，先用管线钢焊丝焊接钢层，然后用本发明的药芯焊丝焊接过渡层，最后用纯钛焊丝焊接钛层，所得焊接接头性能优良。

2.本发明钛-管线钢焊接用Cu-Ag-Nb焊丝的制备方法简单，效率高，便于进行大规模批量生产。

附图说明

图1是采用实施例1制备得到的Cu-Ag-Nb焊丝焊接钛-管线钢复合板的焊缝区熔敷金属金相组织图；

图2是图1的局部放大图；

图3是采用实施例4制备得到的Cu-Ag-Nb焊丝焊接钛-管线钢复合板的焊缝区熔敷金属金相组织图；

图4是图3的局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明钛-管线钢焊接用Cu-Ag-Nb焊丝，包括药皮和焊芯，其中焊芯按质量百分比由以下组分组成：铌粉50％～90％，银粉10％～50％，以上组分质量百分比之和为100％；药皮为紫铜带，紫铜带厚度为0.4mm，宽度为7mm。

铌粉纯度≥99.95％，粒径为100目；银粉纯度100％。

紫铜带中Cu元素在焊丝过渡到焊缝中时，由于铜元素与钢中Fe及其他元素均不形成脆性金属间化合物，焊接时结合良好，且铜的熔点较低、流动性能较好，阻止了钛钢复合界面裂纹的萌生和扩展。