[发明专利]一种焊接钛-钢复合板近钛层的焊接材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种焊接钛‑钢复合板近钛层的焊接材料及其制造方法，所述焊接材料的成分按照质量百分比为：C≤0.02％，Si≤0.02％，Mn3.2‑3.38％，P≤0.02％，S≤0.01％，Cr 13‑15％，Cu 0.012‑0.014％，Fe≤0.7％，Ti 0.3‑0.52，Co 0.032‑0.038％，Nb+Ta 1.9‑3％，余量为Ni。使用该焊焊接材料焊接从钛层到钢层的过渡层，避免了金属间化合物的产生，可有效实现钛‑钢复合管的钛层和近钛层进行熔焊过渡；本发明焊丝直径小为1.2mm，不仅可以用手工钨极氩弧焊焊接和熔化极氩弧焊焊接，而且本发明焊丝的制造工艺简单，成本较低，便于大规模批量生产。

主权项

1.一种焊接钛‑钢复合板近钛层的焊接材料的制造方法，其特征在于：所述焊接材料的成分按照质量百分比为：C:0.02％，Si:0.18％，Mn:3.25％，P:0.005％，S:0.005％，Cr:13％，Cu:0.013％，Fe:0.5％，Ti:0.51％，Co:0.035％，Nb+Ta:2.4％，余量为Ni；所述焊接材料为直径为1.2mm的丝焊；所述制造方法包括以下步骤：步骤一：按照所述焊接材料成分的质量百分比分别称取各个元素，将称取好的Ni、Cr、Nb、Ta、Fe元素放入真空感应熔炼炉内依次进行熔化、精炼，形成钢液，所述精炼的温度为1400‑1600℃，时间为25min；步骤二：精炼后给真空感应熔炼炉内充入氩气，充入氩气的含量为300‑350mmHg，氩气冲入完成后将剩余的元素加入钢液中进行搅拌，最后浇铸，形成铸锭，浇铸时钢液的温度为1500℃；步骤三：对铸锭依次进行锻造、轧制和拉拔，形成所述焊接钛‑钢复合板近钛层的焊接材料；所述步骤三中对铸锭依次进行锻造、轧制和拉拔的具体工艺为：首先采用双臂式电动空气锤，在1100‑1150℃下将铸锭锻造成50mm×50mm的方坯料；其次采用200型五架横列三辊式轧机，在1000‑1200℃下将方坯料轧制成Φ6.5mm盘条；最后对Φ6.5‑Φ7.0mm盘条依次进行机械剥壳‑酸洗‑烘干‑干法拔丝‑卷取‑热处理‑干法拉丝‑卷取‑抛光‑卷取‑缠绕等逐级拉拔，形成用于焊接钛‑钢复合板近钛层的焊接材料；采用TC4钛丝和所述焊接材料焊接钛‑钢复合板，单边双面开V形60°坡口，钛层、过渡层和钢层依次采用手工钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊和CO₂气体保护焊，手工钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊和CO₂气体保护焊的焊接电压依次为14‑15V、12‑14V和14‑18V，焊接电流依次为85‑110A、90‑125A和150‑175A；焊接接头的力学性能：抗拉强度498MPa，屈服强度395MPa，断后延伸率12.5％，断后伸缩率35.5％，常温下的冲击韧性35J；近钛层与近钢层组织发生了延伸与扩展，近钛层与近钢层Ni‑Cr合金结晶后组织错综交织，近钛层组织已由靠近TC4层的等轴组织变为细条和小块状的铁素体组织，镍基合金层Ni‑Cr在靠近近钛层一侧组织呈发散的树枝状晶粒。