[发明专利]一种复合板材的焊接方法

说明书

本发明属于铁路机车车辆行业焊接工程领域，公开了一种复合板材的焊接方法。所述方法包括：S1：将碳钢基层和不锈钢覆层焊接成一体层状结构复合板；S2：对一张一体层状结构复合板的焊接面进行坡口加工，在复合板的碳钢基层侧设置钝边；对称加工另一张一体层状结构复合板，使得两张复合板坡口组对后形成V形坡口；S3：对经步骤S2处理的复合板进行机械清洗、吹干；S4：坡口组对；S5：碳钢基层焊接；S6：不锈钢覆层焊接。本发明针对TE4003C5复合板超薄覆层的特点，提供了一种包括对复合板焊接面进行坡口加工处理，组对后进行焊接，提高了TE4003C5复合钢板的焊接质量和焊接效率。

技术领域

本发明属于铁路机车车辆行业焊接工程领域，更具体地，涉及一种复合板材的焊接方法。

背景技术

铁路货车目前材质大部分为Q450NQR1耐候钢。货车运行两个厂修期后，车体腐蚀严重，影响铁路货车的运行成本和运行效率。材质为T4003的铁路货车，具有良好的耐腐蚀性能，远超服役25年的设计寿命，但材料成本高、强度较低，难以适应铁路货车重载发展方向，无法批量性推广。开发具有高强度、高耐蚀性、低成本的新型材料，是铁路部门的迫切要求。为此太钢自主研发了新型高强耐蚀不锈钢复合材料TE4003C5(T4003+Q450NQR1)。该复合材料复合钢板的基层为高强度耐侯钢Q450NQR1，覆层为铁素铁不锈钢T4003；该复合材料采用焊接后轧制型式复合。复合材料的基层主要满足材料的强度、刚度和韧性，其覆层主要提高材料的耐蚀性，实现高强度和高耐蚀性的完美统一。

TE4003C5作为一种新型复合板材，其不锈钢覆层仅有0.5mm厚度，目前没有成熟的焊接方法适用于该材料。复合板焊接性能的优劣直接关系到其在铁路货车领域的应用。由于覆层铁素体不锈钢与基层碳钢的热膨胀系数存在较大差异，直接焊接会使焊缝结合力较弱，覆层与基层板易剥离以及形成未熔合缺陷等问题。并且在TE4003C5焊接复合板时，异种金属的互溶可能会形成脆硬金属间化合物，增大焊接裂纹倾向，严重影响复合板焊接接头性能。焊接过程中出现的裂纹、气孔等问题给TE4003C5复合板的应用带来了考验。

因此，如何能够在保证复合板使用性能的基础上，提高TE4003C5复合钢板的焊接质量和焊接效率，成为迫切需要解决的问题。

现有技术焊接复合板一般采用“基层+过渡层+覆层”的焊接方法施焊。为了保证复合钢板不失去其原有的综合性能，需要对基层和复层分别焊接，同时需要增加过渡层的焊接。焊接过渡层的目的，是为了补偿由于稀释所引起的合金元素(如铬、镍等)的降低，使复层焊缝的合金成分保持应有的水平。但由于TE4003C5复合板不锈钢覆层仅有0.5mm厚度，因此，现有焊接方法不适用于该种材料的焊接。

因此，目前亟待提出一种新的复合板材的焊接方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种复合板材的焊接方法。本发明针对TE4003C5复合板超薄覆层的特点，提供了一种包括对复合板焊接面进行坡口加工处理，组对后进行焊接，提高了TE4003C5复合钢板的焊接质量和焊接效率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种复合板材的焊接方法，所述方法包括如下步骤：

S1：获得复合板：将碳钢基层和不锈钢覆层焊接成一体层状结构复合板；

S2：坡口加工：对一张所述一体层状结构复合板的焊接面进行坡口加工，在复合板的碳钢基层侧设置钝边；对称加工另一张所述一体层状结构复合板，使得两张复合板坡口组对后形成V形坡口；

S3：坡口清洗：对经步骤S2处理的复合板进行机械清洗、吹干；

S4：坡口组对；

S5：碳钢基层焊接；

S6：不锈钢覆层焊接。

根据本发明，优选地，在步骤S1中，焊接的方式为爆炸焊、热轧复合法和钎焊法中的至少一种。