[发明专利]一种钛-铁-不锈钢三层复合板对接焊工艺方法

说明书

一种钛‑铁‑不锈钢三层复合板对接焊工艺方法，属于层状异种金属复合板焊接领域。该方法先对钛‑铁‑不锈钢三层复合板母材进行加工处理，制备具有焊接坡口的母材；根据焊接接头的焊接坡口形式，制备焊缝填充金属；将具有焊接坡口的母材置于焊接夹具中，对钛覆层进行第一道次打底焊接，之后置入焊缝填充金属，进行第二道次上层金属焊接，制得钛‑铁‑不锈钢三层复合板对接接头。该方法尤其适用于复合薄板，同时解决了钛‑铁异种金属焊接时易出现脆性金属间化合物的问题，也保留了铁‑不锈钢异种钢焊接时的其原有的抗腐蚀性能，该方法生产的成品率高，生产成本低，焊接效率高，焊接接头强度高，焊接接头的拉伸强度达到母材拉伸强度75％以上。

技术领域

本发明涉及层状异种金属复合板焊接技术领域，具体涉及一种钛-铁-不锈钢三层复合板对接焊工艺方法。

背景技术

钛-铁-不锈钢三层复合板是一种新型的结构材料，其设计初衷是应用于实际生活中制造炊具的原始板坯。钛合金具有良好的生物相容性，对人体无毒，作为内层接触食物；工业纯铁作为中间层，是因其良好的导热性能，有利于烹饪过程中对火候的掌握，同时节省板材的成本；不锈钢一侧接触火焰，因其强度较高，能够减小因为碰撞而导致的锅底凹陷和坑洞等意外的发生。同时，钛合金耐腐蚀性强，这是由于它对氧的亲合力特别大，能在其表面上生成一层致密的氧化膜，可保护钛不受介质腐蚀。金属钛在大多数水溶液中，都能在表面生成钝化氧化膜。因此，钛在酸性、碱性、中性盐水溶液中和氧化性介质中具有很好的稳定性，比现有的不锈钢和其它常用有色金属的耐腐蚀性都好，因此钛被大量用作各种化学反应容器、热交换器材料及防腐蚀领域。纯金属板材的缺点是成本较高，采用轧制工艺生产的钛-铁-不锈钢三层复合板，既有钛的耐蚀性，又有普通钢板作为结构件的强度和塑性，成本大幅度下降。

生活炊具或工业容器，其制备过程中，焊接都是必不可少的一道工序。目前，国内外对于异种金属层状复合板焊接的研究主要集中在中厚板，异种金属层状复合板覆层金属厚度适中，其难度不大。但是对于异种金属层状复合薄板，覆层金属属于超薄层，焊接过程困难，极易产生缺陷。钛-铁-不锈钢三层复合板焊接要考虑的是钛-铁异种金属焊接时易出现脆性金属间化合物的问题，同时，钛-铁-不锈钢三层复合板还要考虑铁-不锈钢之间异种钢焊接时易出现的问题，即保证复合板焊接接头强度的同时，最重要的是保证两侧覆层原有的抗腐蚀性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供了一种钛-铁-不锈钢三层复合板对接焊工艺方法，该方法尤其适用于复合薄板，同时解决了钛-铁异种金属焊接时易出现脆性金属间化合物的问题，也保留了铁-不锈钢异种钢焊接时的其原有的抗腐蚀性能，该方法生产的成品率高，生产成本低，焊接效率高，焊接接头强度高，焊接接头的拉伸强度达到母材拉伸强度75%以上。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明的一种钛-铁-不锈钢三层复合板对接焊工艺方法，包括以下步骤：

步骤1：加工焊接坡口

对需要对接的钛-铁-不锈钢三层复合板母材分别进行加工处理，将钛-铁-不锈钢三层复合板母材中待焊接边缘的铁基层母材和不锈钢覆层母材进行加工去除，得到具有焊接坡口的待焊钛-铁-不锈钢三层复合板母材；

步骤2：制备焊缝填充金属

根据钛-铁-不锈钢三层复合板对接后的焊接坡口的形式和尺寸，制备和焊接坡口相配合的304不锈钢板条和紫铜箔板条；

步骤3：钛覆层焊接

将具有焊接坡口的待焊钛-铁-不锈钢三层复合板母材置于带有氩气保护气氛的焊接夹具中，将钛覆层对接，开启氩气保护气，氩气保护气的流量为2-10L/min，氩气保护气的气流方向和焊接坡口开口方向一致；将钛覆层对齐，钛覆层之间的间隙≤0.1mm；采用微束等离子弧进行钛覆层焊接；

步骤4：加入焊缝填充金属