鈦-管線鋼復合板焊接用Ag-Mo焊絲及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于金屬材料焊接技術領域，具體涉及一種鈦-管線鋼復合板焊接用Ag-Mo焊絲，本發明還涉及該焊絲的制備方法。
【背景技術】
[0002]鈦-管線鋼復合板是一種新型爆炸雙金屬復合板，兼具鈦的強耐腐蝕性和管線鋼的高強韌性。實現其在油氣運輸管道上的應用，既能解決單一管線鋼管道易被腐蝕的難點，又能解決用單一耐腐蝕材料制造油氣運輸管道的高成本問題。然而，由于鈦、鋼物理、化學特性差異較大，極易形成低熔點共晶體和T1、Fe金屬間脆性化合物，使得鈦-管線鋼復合板難以熔焊連接，嚴重阻礙了其在油氣管道上的應用。目前，關于鈦-管線鋼復合板的對接問題僅有少量焊接工藝方面的報道，而且現有的鈦-管線鋼復合板的對接均采用加蓋板的鈦、鋼互不相溶的搭接焊接方式，這種焊接方法工藝復雜，難以實現工程化應用，尚未見關于其熔焊連接焊接材料的報道。鈦鋼復合板的焊接簡單來說就是過渡層的焊接，據相關文獻及實驗表明，單一組元的過渡很難避免T1、Fe元素之間形成金屬間化合物。選用兩組元或多組元來避免或減少T1、Fe金屬間化合物的形成，固溶體或者硬度比較小的化合物相替而代之，以此來增強焊縫金屬的強韌性。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種鈦-管線鋼復合板焊接用Ag-Mo焊絲，實現了鈦-管線鋼復合板過渡層的熔焊對接，焊絲成分可控，對焊縫成分相匹較易。
[0004]本發明的另一個目的是提供一種鈦-管線鋼復合板焊接用Ag-Mo焊絲的制備方法。
[0005]本發明所采用的技術方案是，鈦-管線鋼復合板焊接用Ag-Mo焊絲，包括藥皮和焊芯，其中藥皮為純銀管，焊芯為Mo粉。
[0006]本發明的特點還在于，
[0007]Mo粉的純度為100%，粒度為80?100目。
[0008]Mo粉的填充量是10%?20%。
[0009]本發明所采用的另一個技術方案是，鈦-管線鋼復合板焊接用Ag-Mo焊絲的制備方法，具體步驟如下:
[0010]步驟1，將烘干的Mo粉裝進帶有橡膠塞的試劑瓶中，將純銀管的一端通過橡膠塞插到試劑瓶中，純銀管的另一端封閉，然后將試劑瓶倒立晃動，使Mo粉進入純銀管中，控制Mo粉的填充量為10%?20% ;
[0011]步驟2，將裝有Mo粉的純銀管水平晃動I?2min，使Mo粉均勻平鋪在純銀管中，最后經過拉拔，得到直徑為1.2mm的Ag-Mo焊絲。
[0012]本發明的特點還在于，
[0013]步驟I中Mo粉通過以下方式烘干:將Mo粉放入溫度為200°C的真空加熱爐內烘2.5h，以去除Mo中的結晶水。
[0014]步驟I中Mo粉的純度為100%，粒度為80?100目。
[0015]本發明的有益效果是，
[0016](I)本發明鈦-管線鋼復合板焊接用Ag-Mo焊絲，可采用手工鎢極氬弧焊焊接；大批量應用時可采用自動非熔化極惰性氣體保護焊焊接。
[0017](2)本發明焊絲做過渡層，Ag元素和Ti元素有一定的溶解度，且不形成金屬間化合物等脆性相。Mo元素既可以優化過渡層組織，提高焊縫的強韌性，又因Mo元素的熔點高，可提高藥芯焊絲的熔點，有益于后續鈦蓋面的焊接。
[0018](3)本發明焊絲的制備方法，工藝簡單，便于進行大規模批量生產。
【具體實施方式】
[0019]下面結合【具體實施方式】對本發明進行詳細說明。
[0020]本發明鈦-管線鋼復合板焊接用Ag-Mo焊絲，包括藥皮和焊芯，其中藥皮為純銀管，焊芯為Mo粉。
[0021]Mo粉的純度為100%，粒度為80?100目。Mo粉的填充量是10%?20%。
[0022]Ag元素作為藥芯焊絲藥皮，不僅與鐵不形成脆性相，并且Ag元素與Ti有一定的互溶度，Ag元素的加入可以使過渡層與復層鈦冶金結合，改善界層組織形貌，在降低焊縫殘余應力起到顯著作用。
[0023]Mo元素作為藥芯焊絲中焊芯，既可以優化過渡層組織，提高焊縫的強韌性，又因Mo元素的熔點高，可提高藥芯焊絲的熔點，有益于后續鈦蓋面的焊接。
[0024]上述鈦-管線鋼復合板焊接用Ag-Mo焊絲的制備方法，具體步驟如下:
[0025]步驟1，將Mo粉放入溫度為200°C的真空加熱爐內烘2.5h，以去除Mo中的結晶水，Mo粉的純度為100%，粒度為80?100目；
[0026]步驟2，將烘干的Mo粉裝進帶有橡膠塞的試劑瓶中，將純銀管的一端通過橡膠塞插到試劑瓶中，純銀管的另一端封閉，然后將試劑瓶倒立晃動，使Mo粉進入純銀管中，控制Mo粉的填充量為10%?20% ;
[0027]步驟3，將裝有Mo粉的純銀管水平晃動I?2min，使Mo粉均勻平鋪在純銀管中，最后經過拉拔，得到直徑為1.2mm的Ag-Mo焊絲。
[0028]實施例1
[0029]步驟1，將Mo粉放入溫度為200°C的真空加熱爐內烘2.5h，以去除Mo中的結晶水，Mo粉的純度為100%，粒度為80目；
[0030]步驟2，將烘干的Mo粉裝進帶有橡膠塞的試劑瓶中，將純銀管的一端通過橡膠塞插到試劑瓶中，純銀管的另一端封閉，然后將試劑瓶倒立晃動，使Mo粉進入純銀管中，控制Mo粉的填充量為10% ；
[0031]步驟3，將裝有Mo粉的純銀管水平晃動Imindi Mo粉均勻平鋪在純銀管中，最后經過拉拔，得到直徑為1.2mm的Ag-Mo焊絲。
[0032]用實施例1制備的Ag-Mo焊絲(過渡層)，配合純鈦絲(鈦層)，及ER50-6管線鋼焊絲(鋼層)焊接鈦-管線鋼(TA1-Q345)復合板，焊接工藝為:鈦-管線鋼(TA1-Q345)復合板開不對稱的雙V形坡口(鋼層在上、鈦層在下)，鋼側坡口角度為60°，鈦側坡口角度為100°，焊接順序為:鋼層-過渡層-鈦層；鋼層采用CO2氣體保護焊，焊接電流為200-230A，過渡層采用手工TIG焊，焊接電流為110-130A，鈦層采用自動鎢極氬弧焊，焊接電流分別為:130-150Ao
[0033]經測試，接頭力學性能為:抗拉強度480MPa，屈服強度396MPa，斷后延伸率7%，斷面收縮率19%，室溫沖擊功20J。
[0034]實施例2
[0035]步驟1，將Mo粉放入溫度為200°C的真空加熱爐內烘2.5h，以去除Mo中的結晶水，Mo粉的純度為100%，粒度為90目；
[0036]步驟2，將烘干的Mo粉裝進帶有橡膠塞的試劑瓶中，將純銀管的一端通過橡膠塞插到試劑瓶中，純銀管的另一端封閉，然后將試劑瓶倒立晃動，使Mo粉進入純銀管中，控制Mo粉的填充量為15% ;
[0037]步驟3，將裝有Mo粉的純銀管水平晃動2min，使Mo粉均勻平鋪在純銀管中，最后經過拉拔，得到直徑為1.2mm的Ag-Mo焊絲。
[0038]用實施例2制備的Ag-Mo焊絲(過渡層)，配合純鈦絲(鈦層)，及ER50-6管線鋼焊絲(鋼層)焊接鈦-管線鋼(TA1-Q345)復合板，焊接工藝為:鈦-管線鋼(TA1-Q345)復合板開不對稱的雙V形坡口(鋼層在上、鈦層在下)，鋼側坡口角度為60°，鈦側坡口角度為100°，焊接順序為:鋼層-過渡層-鈦層；鋼層采用CO2氣體保護焊，焊接電流為200-230A，過渡層采用手工TIG焊，焊接電流為110-130A，鈦層采用自動鎢極氬弧焊，焊接電流分別為:130-150Ao
[0039]經測試，接頭力學性能為:抗拉強度495MPa，屈服強度390MPa，斷后延伸率8%，斷面收縮率12%，室溫沖擊功26J。
[0040]實施例3
[0041]步驟1，將Mo粉放入溫度為200°C的真空加熱爐內烘2.5h，以去除Mo中的結晶水，Mo粉的純度為100%，粒度為100目；
[0042]步驟2，將烘干的Mo粉裝進帶有橡膠塞的試劑瓶中，將純銀管的一端通過橡膠塞插到試劑瓶中，純銀管的另一端封閉，然后將試劑瓶倒立晃動，使Mo粉進入純銀管中，控制Mo粉的填充量為20% ；
[0043]步驟3，將裝有Mo粉的純銀管水平晃動1.5min，使Mo粉均勻平鋪在純銀管中，最后經過拉拔，得到直徑為1.2mm的Ag-Mo焊絲。
[0044]用實施例3制備的Ag-Mo焊絲(過渡層)，配合純鈦絲(鈦層)，及ER50-6管線鋼焊絲(鋼層)焊接鈦-管線鋼(TA1-Q345)復合板，焊接工藝為:鈦-管線鋼(TA1-Q345)復合板開不對稱的雙V形坡口(鋼層在上、鈦層在下)，鋼側坡口角度為60°，鈦側坡口角度為100°，焊接順序為:鋼層-過渡層-鈦層；鋼層采用CO2氣體保護焊，焊接電流為200-230A，過渡層采用手工TIG焊，焊接電流為110-130A，鈦層采用自動鎢極氬弧焊，焊接電流分別為:130-150Ao
[0045]經測試，接頭力學性能為:抗拉強度510MPa，屈服強度395MPa，斷后延伸率12%，斷面收縮率32%，室溫沖擊功36J。
【主權項】
1.鈦-管線鋼復合板焊接用Ag-M0焊絲，其特征在于，包括藥皮和焊芯，其中藥皮為純銀管，焊芯為Mo粉。
2.根據權利要求1所述的鈦-管線鋼復合板焊接用Ag-Mo焊絲，其特征在于，Mo粉的純度為100 %，粒度為80?100目。
3.根據權利要求1所述的鈦-管線鋼復合板焊接用Ag-Mo焊絲，其特征在于，Mo粉的填充量是10%?20%。
4.鈦-管線鋼復合板焊接用Ag-Mo焊絲的制備方法，其特征在于，具體步驟如下: 步驟1，將烘干的Mo粉裝進帶有橡膠塞的試劑瓶中，將純銀管的一端通過橡膠塞插到試劑瓶中，純銀管的另一端封閉，然后將試劑瓶倒立晃動，使Mo粉進入純銀管中，控制Mo粉的填充量為10%?20% ; 步驟2，將裝有Mo粉的純銀管水平晃動I?2min，使Mo粉均勻平鋪在純銀管中，最后經過拉拔，得到直徑為1.2mm的Ag-Mo焊絲。
5.根據權利要求4所述的鈦-管線鋼復合板焊接用Ag-Mo焊絲的制備方法，其特征在于，步驟I中Mo粉通過以下方式烘干:將Mo粉放入溫度為200°C的真空加熱爐內烘2.5h，以去除Mo中的結晶水。
6.根據權利要求4所述的鈦-管線鋼復合板焊接用Ag-Mo焊絲的制備方法，其特征在于，步驟I中Mo粉的純度為100%，粒度為80?100目。
【專利摘要】本發明公開了一種鈦-管線鋼復合板焊接用Ag-Mo焊絲，包括藥皮和焊芯，其中藥皮為純銀管，焊芯為Mo粉。本發明還公開了其制備方法：將烘干的Mo粉裝進帶有橡膠塞的試劑瓶中，將純銀管的一端通過橡膠塞插到試劑瓶中，純銀管的另一端封閉，然后將試劑瓶倒立晃動，使Mo粉進入純銀管中，將裝有Mo粉的純銀管水平晃動，最后經過拉拔得到。本發明鈦-管線鋼復合板焊接用Ag-Mo焊絲，Ag元素和Ti元素有一定的溶解度，且不形成金屬間化合物等脆性相；Mo元素既可以優化過渡層組織，提高焊縫的強韌性，又因Mo元素的熔點高，可提高藥芯焊絲的熔點，有益于后續鈦蓋面的焊接。
【IPC分類】B23K35-30, B23K35-40
【公開號】CN104741830
【申請號】CN201510109697
【發明人】張敏, 樊慶仰, 謝威威, 褚巧玲, 羅海龍, 韓挺
【申請人】西安理工大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月12日