[发明专利]一种耐候钢的熔-钎复合焊缝及其焊接方法

说明书

本发明公开了一种耐候钢的熔‑钎复合焊缝及其焊接方法，其包括内部的低合金钢填充层和外部的铝硅合金盖面层和/或封底层；所述填充层的焊材为低合金钢焊丝，通过气保护焊获得；所述盖面层和/或封底层为铝硅焊材，通过利用熔焊余热或增加小功率辅助热源的钎涂技术获得，填充层及与之临近的盖面层和/或封底层在同一道次完成施焊。本焊缝采用低合金钢和铝合金复合焊缝，其内部的低合金钢填充层具有优良的力学性能，其外部的铝硅合金盖面层（封底层）具有良好的耐腐蚀性能，可使焊接接头兼具良好的力学性能和耐腐蚀性能，同时可明显降低焊材成本，并具有较高的生产效率。

技术领域

本发明属于焊接领域，尤其是一种耐候钢的熔-钎复合焊缝及其焊接方法。

背景技术

对于耐候钢的焊接，保证其焊缝区域的耐候性能是其关键也是难点所在，若焊缝区域达不到与母材一致的耐候性能，将在焊缝处首先产生锈蚀并影响结构的整体使用寿命，使耐候钢的优势无法发挥出来。目前常用的方法是选择与耐候钢母材耐候系数相近或者更高的焊丝进行耐候钢的焊接，而在焊接过程中会存在元素的烧蚀，同时焊缝区域会存在一定的应力，即使选用耐候性较好的焊材其焊缝耐候性能也难以保障。

铝合金可在表面形成致密氧化膜，其耐腐蚀性明显优于一般的钢铁材料及耐候钢，铝硅镀层的使用及铝粉的耐腐蚀热喷涂技术表明将铝合金覆盖在钢铁材料表面，可有效实现耐腐蚀防护效果，因此在本发明中采用铝硅合金和/或封底层实现对耐候钢焊缝的耐腐蚀防护。在铝硅合金的保护下，内部填充层则不需要太好的耐腐蚀性能，采用低合金焊丝施焊即可；同时铝合金熔点低，加热至熔化所需热量小，可利用熔焊余热或增加小功率辅助热源在熔焊的同道次进行钎涂形成盖面层和/或封底层。

专利号为CN110076425A公开了一种耐候钢的组合焊缝及其焊接方法，其技术方案为：填充层采用低合金钢焊材，盖面层及封底层采用不锈钢焊材，且不锈钢的填充层及封底层均需要单独施焊，仅实现不同材质道次的焊缝组合而未达到工艺上的复合。考虑到不锈钢成本较高，封底层采用氩弧焊速度较慢，该方案虽然可提供更好的耐腐蚀防护，但在成本及生产效率方面均无优势。本发明采用铝硅合金替代不锈钢，在成本上明显降低，另外填充层、封底层利用熔焊余热或增加辅助热源同道次完成，即实现了材质上的组合也实现了工艺上的复合，较专利CN110076425A具有差异性和明显的进步性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种与母材性能匹配的耐候钢的熔-钎焊缝；本发明还提供了一种耐候钢熔-钎复合焊缝的焊接方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种耐候钢的熔-钎复合焊缝，其包括内部的填充层和外部的盖面层和/或封底层；所述填充层的焊材为低合金钢焊丝，通过气保护焊方式获得；所述盖面层和/或封底层为铝硅焊材，通过利用熔焊余热或增加小功率辅助热源的钎涂技术获得。

本发明所述的耐候钢的熔-钎复合焊缝，其中：所述盖面层最大宽度大于填充层最大宽度0.8～1.5mm；所述填充层总厚度为焊接板厚的90%以上；沿焊缝竖直垂直方向，填充层截面面积占焊缝截面面积的70%～90%。

本发明提供的耐候钢熔-钎复合焊缝的焊接方法，具体为：采用低合金钢焊丝进行CO₂气体保护焊焊接，形成填充层；采用铝硅焊丝在熔焊后填送，利用熔焊余热或增加小功率辅助热源的钎涂，形成盖面层；采用铝硅焊丝预制并通过熔焊余热实现钎涂，形成封底层。

本发明所述的耐候钢熔-钎复合焊缝的焊接方法，其中：在施焊前对板材开坡口。

本发明所述的耐候钢熔-钎复合焊缝的焊接方法，其中：所述CO₂气体保护焊的焊接工艺为：焊接电流210～240A、焊接电压22～26V、焊接速度28～38cm/min、热输入7～13KJ/cm；