铜-钢复合板CMT熔焊对接用焊丝及制备与焊接方法

铜-钢复合板cmt熔焊对接用焊丝及制备与焊接方法
技术领域
1.本发明属于金属材料领域，具体涉及一种铜-钢复合板cmt熔焊对接用焊丝，还涉及一种铜-钢复合板cmt熔焊对接用焊丝的制备方法及采用该种焊接焊丝用于铜-钢复合板的焊接方法。


背景技术：

2.近年来，由于爆炸焊接技术的发展，大面积异种金属层状复合板的制备成为了可能，诸如钛-钢、铜-钢、钛-铝、钛-铜等复合板。由于这些爆炸复合板兼有各自金属的优异性能，因此备受工程实际的青睐。在爆炸复合板应用于工程实际的过程中，避免不了对复合板进行对接连接，比如管道、压力容器等结构的制备过程中，既需要进行纵缝焊接，又需要进行环缝焊接。因此，保证金属层状复合结构安全运行的关键是实现其对接接头的高质量连接。异种金属复合板对接连接过程中，需要在其界面附近使用过渡层焊缝，以实现其与两侧母材焊缝的连接。过渡层焊缝中的合金元素的选择需要满足至少两个条件：(1)不能与两侧母材生成脆性金属间化合物；(2)要保证与两侧母材的高质量冶金结合。
3.cmt(cold metal transfer)，也称为冷金属过渡技术，由于cmt焊接过程的热输入低且可控，在异种金属焊接领域具有先天优势，是目前工程上异种金属焊接连接的首选工艺。
4.本发明针对电解行业用的铜-钢爆炸复合板，基于cu-fe之间的冶金反应特点，设计开发其过渡层焊接材料，并采用cmt冷金属过渡技术，进行复合板的高质量自动对接连接。


技术实现要素：

5.本发明的第一个目的是提供一种铜-钢复合板cmt熔焊对接用焊丝，专门用于解决铜-钢爆炸复合板对接焊接过程中接头开裂问题。
6.本发明的第二个目的是提供一种铜-钢复合板cmt熔焊对接用焊丝的制备方法。
7.本发明的第三个目的是提供一种铜-钢复合板的焊接方法。
8.本发明所采用的第一个技术方案是，铜-钢复合板cmt熔焊对接用焊丝，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：cr粉40～50％，co粉10～20％，si粉5～10％，b粉5～10％，ce粉5～10％，其余为ni粉，以上组分质量百分比之和为100％。
9.本发明的特征还在于，
10.焊皮为纯镍带，厚度0.3mm，宽度7mm。
11.药粉的粒度均为200-300目，粉末的纯度均为≥99.90％。
12.焊丝中药粉的填充量控制在30～35wt％。
13.本发明所采用的第二个技术方案是，铜-钢复合板cmt熔焊对接用焊丝的制备方法，具体步骤如下：
14.步骤1：按质量百分比分别称取药粉：cr粉40～50％，co粉10～20％，si粉5～10％，
b粉5～10％，ce粉5～10％，其余为ni粉，以上组分质量百分比之和为100％；
15.步骤2：将步骤1称取的药粉，将其置于真空加热炉内加热，加热温度为200-250℃，保温时间为1-2h，去除药粉中的结晶水；烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合，混合时间均为2-4h；
16.步骤3：采用纯镍带为焊皮，采用酒精去除纯镍带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在纯镍带内，第一道拉拔模具孔径为2.6mm；
17.步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将模具孔径依次减少，最终获得直径1.2mm的药芯焊丝；
18.步骤5：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。
19.本发明的特征还在于，
20.步骤3中，纯镍带厚度0.3mm，宽度7mm。
21.步骤1中，药粉的粒度均为200-300目，粉末的纯度均为≥99.90％。
22.步骤3中，焊丝中药粉的填充量控制在30～35wt％。
23.本发明所采用的第二个技术方案是，铜-钢复合板的焊接方法，具体实施方式如下：
24.首先在铜-钢复合板的焊接处开不对称x型坡口，进行铜侧过渡层的焊接，采用上述的铜-钢复合板cmt熔焊对接用焊丝，复合板焊接时，对接试板留1.5-2.0mm间隙，焊接工艺为cmt-pulse模式，焊接电流为200-250a，焊接速度为30-35cm/min，预热温度为100-150℃；接着将试板翻转，进行钢侧的焊接，采用er50-6焊丝，焊丝直径1.2mm，焊接工艺cmt模式，打底焊接电流150-200a，填充和盖面焊接电流200-250a，焊接速度为40-45cm/min；最后再将试板翻转，进行铜侧的盖面焊接，采用ercusi-al焊丝，焊丝直径1.2mm，焊接工艺为cmt-pulse模式，焊接电流为300-350a，预热温度为200-300℃。
25.本发明的特征还在于，
26.在铜-钢复合板的焊接处开的不对称x型坡口的具体参数为：钢侧坡口角度为60
±5°
，铜侧坡口角度为90
±5°
，钝边尺寸为2-3mm。
27.本发明的有益效果是：
28.(1)本发明方法采用镍基焊丝进行铜-钢过渡层的焊接，镍基焊丝与底部钢层之间焊接性较好，与两侧铜层之间的焊接性也较好。
29.(2)本发明方法采用cmt技术进行铜-钢复合板的直接熔焊对接，由于cmt基于冷金属过渡原理，因此在进行铜-钢异种材料焊接时，可以精确控制焊接热输入。在进行镍基过渡层焊接时，可以保证镍基焊缝与底部钢层之间较小的熔合比；在进行铜层焊接时，借助铜本身熔点低的特点，可以实现铜焊缝的熔钎焊效果，进一步减小熔合比。
30.(3)本发明方法首先进行镍基过渡层的焊接，可以保证在其上面进行铜盖面焊接时较好的焊缝成型。镍基焊缝焊完之后进行钢侧的填充和盖面焊接，可以保证最后铜层焊接时有足够的热量，从而减小铜侧焊接时预热的时间，提高生产效率。
31.(4)本发明方法所采用的镍基过渡层焊丝，通过主元素ni实现与底部钢和两侧铜之间的良好冶金结合。在此基础上，基于药粉里面的cr、co元素，提高镍基焊缝的强韧性；依靠药粉中的si、b元素，在脱氧的基础上实现镍基焊缝熔点的降低；依靠药粉中的ce稀土元
素，净化镍基焊缝晶界，提高镍基焊缝的高温力学性能。
32.(5)本发明所开发的焊丝，药粉种类少，便于规模化生产。焊丝直径1.2mm，既可以进行mag/mig焊接，还可以进行tig焊接，适应性广。
附图说明
33.图1为本发明方法中使用的铜-钢复合板坡口形式；
34.图2为本发明方法中铜-钢复合板对接焊接顺序；
35.图3为本发明实施案例2制备得到的铜-钢复合板对接接头镍基焊缝焊完的形貌图；
36.图4为本发明实施案例2制备的镍基药芯焊丝在进行铜-钢复合板对接焊接时镍过渡层焊缝的显微组织形貌图；
37.图5为本发明实施案例2制备的镍基药芯焊丝在进行铜-钢复合板对接焊接时镍基焊缝与铜层界面的显微组织形貌图；
38.图6为本发明实施案例2焊接所得的对接接头拉伸后的断口形貌。
具体实施方式
39.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
40.本发明提供一种铜-钢复合板cmt熔焊对接用焊丝，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：cr粉40～50％，co粉10～20％，si粉5～10％，b粉5～10％，ce粉5～10％，其余为ni粉，以上组分质量百分比之和为100％。
41.焊皮为纯镍带，厚度0.3mm，宽度7mm。
42.药粉的粒度均为200-300目，粉末的纯度均为≥99.90％。
43.焊丝中药粉的填充量控制在30～35wt％。
44.本发明还提供一种铜-钢复合板cmt熔焊对接用焊丝的制备方法，具体步骤如下：
45.步骤1：按质量百分比分别称取药粉：cr粉40～50％，co粉10～20％，si粉5～10％，b粉5～10％，ce粉5～10％，其余为ni粉，以上组分质量百分比之和为100％；
46.步骤1中，药粉的粒度均为200-300目，粉末的纯度均为≥99.90％。
47.步骤2：将步骤1称取的药粉，将其置于真空加热炉内加热，加热温度为200-250℃，保温时间为1-2h，去除药粉中的结晶水；烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合，混合时间均为2-4h；
48.步骤3：采用纯镍带为焊皮，采用酒精去除纯镍带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在纯镍带内，第一道拉拔模具孔径为2.6mm；
49.步骤3中，纯镍带厚度0.3mm，宽度7mm。
50.步骤3中，焊丝中药粉的填充量控制在30～35wt％。
51.步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将模具孔径依次减少，最终获得直径1.2mm的药芯焊丝；
52.步骤5：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。
53.该镍基焊丝中主要合金组分的作用和功能如下：
54.镍基焊丝中ni元素为主要的合金元素。ni与底部钢基体的主要合金元素fe之间冶金结合较好，ni与两侧铜层的主要元素cu之间冶金结合也较好。因此，过渡层焊缝选择以ni元素为主可以保证其高质量连接钢层和铜层的作用。
55.镍基焊丝的药粉中以cr元素为主，可以有效保证镍基过渡层焊缝的强韧性匹配。cr元素和ni元素之间冶金结合较好，cr与fe、cu之间也不生成脆性相。
56.镍基焊丝药粉中加入co元素，可以进一步提高焊缝强韧性，补充焊接过程中由于cr烧损对焊缝带来的不利影响。
57.镍基焊丝药芯中加入si、b元素，si元素可以起到对焊缝脱氧的作用，从而减小焊缝气孔产生的倾向。si和b元素一起，可以显著降低镍基焊缝的熔点，提高焊缝与母材的润湿性，从而保证优异的焊缝成形。
58.镍基焊丝药粉中加入ce稀土元素，可以起到净化镍基焊缝晶界的作用。镍基焊缝通常形成粗大的奥氏体晶粒，热裂倾向大。ce元素加入后，在净化晶界的同时可以起到细化晶粒的作用，从而有效提高了镍基焊缝抵抗热裂的能力。
59.本发明还提供一种铜-钢复合板的焊接方法，如图2所示，具体实施方式如下：
60.首先在铜-钢复合板的焊接处开不对称x型坡口(如图1所示)，进行铜侧过渡层的焊接，采用上述的铜-钢复合板cmt熔焊对接用焊丝，复合板焊接时，对接试板留1.5-2.0mm间隙，焊接工艺为cmt-pulse模式，焊接电流为200-250a，焊接速度为30-35cm/min，预热温度为100-150℃；接着将试板翻转，进行钢侧的焊接，采用er50-6焊丝，焊丝直径1.2mm，焊接工艺cmt模式，打底焊接电流150-200a，填充和盖面焊接电流200-250a，焊接速度为40-45cm/min；最后再将试板翻转，进行铜侧的盖面焊接，采用ercusi-al焊丝，焊丝直径1.2mm，焊接工艺为cmt-pulse模式，焊接电流为300-350a，预热温度为200-300℃。
61.在铜-钢复合板的焊接处开的不对称x型坡口的具体参数为：钢侧坡口角度为60
±5°
，铜侧坡口角度为90
±5°
，钝边尺寸为2-3mm。
62.实施例1
63.步骤1：按质量百分比分别称取药粉：cr粉40％，co粉10％，si粉5％，b粉5％，ce粉5％，其余为ni粉，以上组分质量百分比之和为100％；
64.步骤2：将步骤1称取的药粉，将其置于真空加热炉内加热，加热温度为200℃，保温时间为1h，去除药粉中的结晶水；烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合，混合时间均为2h；
65.步骤3：采用纯镍带为焊皮，采用酒精去除纯镍带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在纯镍带内，第一道拉拔模具孔径为2.6mm；
66.步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将模具孔径依次减少，最终获得直径1.2mm的药芯焊丝；
67.步骤5：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。
68.步骤1中，称取的各个药粉的粒度均为200目；
69.步骤1中，粉末的纯度均为≥99.90％；
70.步骤3中，纯镍带厚度0.3mm，宽度7mm；
71.步骤3中，药芯焊丝填充量控制在30wt％。
72.采用实施案例1提供的镍基药芯焊丝用于焊接铜-钢复合板，复合板开不对称x型坡口，其中钢侧坡口角度为55
°
，铜侧坡口角度为85
°
，钝边尺寸为2mm。复合板焊接时，对接试板留1.5mm间隙。首先进行铜侧过渡层的焊接，采用上述镍基焊丝，焊接工艺为cmt-pulse模式，焊接电流为200-250a，焊接速度为30-35cm/min，预热温度为100-150℃；接着将试板翻转，进行钢侧的焊接，采用er50-6焊丝，焊丝直径1.2mm，焊接工艺cmt模式，打底焊接电流150-200a，填充和盖面焊接电流200-250a，焊接速度为40-45cm/min；最后再将试板翻转，进行铜侧的盖面焊接，采用ercusi-al焊丝，焊丝直径1.2mm，焊接工艺为cmt-pulse模式，焊接电流为300-350a，预热温度为200-300℃。
73.经测试，铜-钢复合板焊接接头的抗拉强度为360mpa，延伸率为15％。
74.实施例2
75.步骤1：按质量百分比分别称取药粉：cr粉50％，co粉20％，si粉10％，b粉10％，ce粉10％，以上组分质量百分比之和为100％；
76.步骤2：将步骤1称取的药粉，将其置于真空加热炉内加热，加热温度为250℃，保温时间为2h，去除药粉中的结晶水；烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合，混合时间均为4h；
77.步骤3：采用纯镍带为焊皮，采用酒精去除纯镍带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在纯镍带内，第一道拉拔模具孔径为2.6mm；
78.步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将模具孔径依次减少，最终获得直径1.2mm的药芯焊丝；
79.步骤5：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。
80.步骤1中，称取的各个药粉的粒度均为300目；
81.步骤1中，粉末的纯度均为≥99.90％；
82.步骤3中，纯镍带厚度0.3mm，宽度7mm；
83.步骤3中，药芯焊丝填充量控制在35wt％。
84.采用实施案例2提供的镍基药芯焊丝用于焊接铜-钢复合板，复合板开不对称x型坡口，其中钢侧坡口角度为65
°
，铜侧坡口角度为95
°
，钝边尺寸为3mm。复合板焊接时，对接试板留2.0mm间隙。首先进行铜侧过渡层的焊接，采用上述镍基焊丝，焊接工艺为cmt-pulse模式，焊接电流为200-250a，焊接速度为30-35cm/min，预热温度为100-150℃；接着将试板翻转，进行钢侧的焊接，采用er50-6焊丝，焊丝直径1.2mm，焊接工艺cmt模式，打底焊接电流150-200a，填充和盖面焊接电流200-250a，焊接速度为40-45cm/min；最后再将试板翻转，进行铜侧的盖面焊接，采用ercusi-al焊丝，焊丝直径1.2mm，焊接工艺为cmt-pulse模式，焊接电流为300-350a，预热温度为200-300℃。
85.经测试，铜-钢复合板焊接接头的抗拉强度为395mpa，延伸率为17％。
86.实施例2制备得到的铜-钢复合板对接接头，其镍基焊缝焊完的形貌图如图3所示；从图中可以看出，镍基焊缝成型良好，未见宏观裂纹。图4为镍基焊缝的显微组织，从图中可以看出，焊缝以胞状树枝晶为主。图5是镍基焊缝与铜层界面的显微组织形貌图，从图中可以看出，界面结合较好，无裂纹产生。对上述铜-钢复合板对接接头进行拉伸测试，拉伸断口形貌如图6所示，从图中可以看出，断口以轫窝形貌为主，证明接头的韧性较好。
87.实施例3
88.步骤1：按质量百分比分别称取药粉：cr粉45％，co粉15％，si粉8％，b粉8％，ce粉8％，其余为ni粉，以上组分质量百分比之和为100％；
89.步骤2：将步骤1称取的药粉，将其置于真空加热炉内加热，加热温度为220℃，保温时间为1.5h，去除药粉中的结晶水；烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合，混合时间均为3h；
90.步骤3：采用纯镍带为焊皮，采用酒精去除纯镍带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在纯镍带内，第一道拉拔模具孔径为2.6mm；
91.步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将模具孔径依次减少，最终获得直径1.2mm的药芯焊丝；
92.步骤5：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。
93.步骤1中，称取的各个药粉的粒度均为250目；
94.步骤1中，粉末的纯度均为≥99.90％；
95.步骤3中，纯镍带厚度0.3mm，宽度7mm；
96.步骤3中，药芯焊丝填充量控制在32wt％。
97.采用实施案例3提供的镍基药芯焊丝用于焊接铜-钢复合板，复合板开不对称x型坡口，其中钢侧坡口角度为65
°
，铜侧坡口角度为85
°
，钝边尺寸为2.5mm。复合板焊接时，对接试板留1.8mm间隙。首先进行铜侧过渡层的焊接，采用上述镍基焊丝，焊接工艺为cmt-pulse模式，焊接电流为200-250a，焊接速度为30-35cm/min，预热温度为100-150℃；接着将试板翻转，进行钢侧的焊接，采用er50-6焊丝，焊丝直径1.2mm，焊接工艺cmt模式，打底焊接电流150-200a，填充和盖面焊接电流200-250a，焊接速度为40-45cm/min；最后再将试板翻转，进行铜侧的盖面焊接，采用ercusi-al焊丝，焊丝直径1.2mm，焊接工艺为cmt-pulse模式，焊接电流为300-350a，预热温度为200-300℃。
98.经测试，铜-钢复合板焊接接头的抗拉强度为388mpa，延伸率为21％。
99.实施例4
100.步骤1：按质量百分比分别称取药粉：cr粉42％，co粉17％，si粉6％，b粉9％，ce粉5％，其余为ni粉，以上组分质量百分比之和为100％；
101.步骤2：将步骤1称取的药粉，将其置于真空加热炉内加热，加热温度为240℃，保温时间为1.6h，去除药粉中的结晶水；烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合，混合时间均为3.5h；
102.步骤3：采用纯镍带为焊皮，采用酒精去除纯镍带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在纯镍带内，第一道拉拔模具孔径为2.6mm；
103.步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将模具孔径依次减少，最终获得直径1.2mm的药芯焊丝；
104.步骤5：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。
105.步骤1中，称取的各个药粉的粒度均为300目；
106.步骤1中，粉末的纯度均为≥99.90％；
107.步骤3中，纯镍带厚度0.3mm，宽度7mm；
108.步骤3中，药芯焊丝填充量控制在30wt％。
109.采用实施案例4提供的镍基药芯焊丝用于焊接铜-钢复合板，复合板开不对称x型坡口，其中钢侧坡口角度为55
°
，铜侧坡口角度为95
°
，钝边尺寸为2.4mm。复合板焊接时，对接试板留1.6mm间隙。首先进行铜侧过渡层的焊接，采用上述镍基焊丝，焊接工艺为cmt-pulse模式，焊接电流为200-250a，焊接速度为30-35cm/min，预热温度为100-150℃；接着将试板翻转，进行钢侧的焊接，采用er50-6焊丝，焊丝直径1.2mm，焊接工艺cmt模式，打底焊接电流150-200a，填充和盖面焊接电流200-250a，焊接速度为40-45cm/min；最后再将试板翻转，进行铜侧的盖面焊接，采用ercusi-al焊丝，焊丝直径1.2mm，焊接工艺为cmt-pulse模式，焊接电流为300-350a，预热温度为200-300℃。
110.经测试，铜-钢复合板焊接接头的抗拉强度为372mpa，延伸率为25％。
111.实施例5
112.步骤1：按质量百分比分别称取药粉：cr粉48％，co粉19％，si粉5％，b粉6％，ce粉9％，其余为ni粉，以上组分质量百分比之和为100％；
113.步骤2：将步骤1称取的药粉，将其置于真空加热炉内加热，加热温度为250℃，保温时间为1.3h，去除药粉中的结晶水；烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合，混合时间均为2.9h；
114.步骤3：采用纯镍带为焊皮，采用酒精去除纯镍带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在纯镍带内，第一道拉拔模具孔径为2.6mm；
115.步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将模具孔径依次减少，最终获得直径1.2mm的药芯焊丝；
116.步骤5：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。
117.步骤1中，称取的各个药粉的粒度均为200目；
118.步骤1中，粉末的纯度均为≥99.90％；
119.步骤3中，纯镍带厚度0.3mm，宽度7mm；
120.步骤3中，药芯焊丝填充量控制在35wt％。
121.采用实施案例5提供的镍基药芯焊丝用于焊接铜-钢复合板，复合板开不对称x型坡口，其中钢侧坡口角度为55
°
，铜侧坡口角度为85
°
，钝边尺寸为2.1mm。复合板焊接时，对接试板留1.9mm间隙。首先进行铜侧过渡层的焊接，采用上述镍基焊丝，焊接工艺为cmt-pulse模式，焊接电流为200-250a，焊接速度为30-35cm/min，预热温度为100-150℃；接着将试板翻转，进行钢侧的焊接，采用er50-6焊丝，焊丝直径1.2mm，焊接工艺cmt模式，打底焊接电流150-200a，填充和盖面焊接电流200-250a，焊接速度为40-45cm/min；最后再将试板翻转，进行铜侧的盖面焊接，采用ercusi-al焊丝，焊丝直径1.2mm，焊接工艺为cmt-pulse模式，焊接电流为300-350a，预热温度为200-300℃。
122.经测试，铜-钢复合板焊接接头的抗拉强度为402mpa，延伸率为15％。

技术特征：
1.铜-钢复合板cmt熔焊对接用焊丝，其特征在于，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：cr粉40～50％，co粉10～20％，si粉5～10％，b粉5～10％，ce粉5～10％，其余为ni粉，以上组分质量百分比之和为100％。2.根据权利要求1所述的铜-钢复合板cmt熔焊对接用焊丝，其特征在于，焊皮为纯镍带，厚度0.3mm，宽度7mm。3.根据权利要求1所述的铜-钢复合板cmt熔焊对接用焊丝，其特征在于，药粉的粒度均为200-300目，粉末的纯度均为≥99.90％。4.根据权利要求1所述的铜-钢复合板cmt熔焊对接用焊丝，其特征在于，焊丝中药粉的填充量控制在30～35wt％。5.铜-钢复合板cmt熔焊对接用焊丝的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1：按质量百分比分别称取药粉：cr粉40～50％，co粉10～20％，si粉5～10％，b粉5～10％，ce粉5～10％，其余为ni粉，以上组分质量百分比之和为100％；步骤2：将步骤1称取的药粉，将其置于真空加热炉内加热，加热温度为200-250℃，保温时间为1-2h，去除药粉中的结晶水；烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合，混合时间均为2-4h；步骤3：采用纯镍带为焊皮，采用酒精去除纯镍带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在纯镍带内，第一道拉拔模具孔径为2.6mm；步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将模具孔径依次减少，最终获得直径1.2mm的药芯焊丝；步骤5：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。6.根据权利要求5所述的铜-钢复合板cmt熔焊对接用焊丝的制备方法，其特征在于，步骤3中，纯镍带厚度0.3mm，宽度7mm。7.根据权利要求5所述的铜-钢复合板cmt熔焊对接用焊丝的制备方法，其特征在于，步骤1中，药粉的粒度均为200-300目，粉末的纯度均为≥99.90％。8.根据权利要求5所述的铜-钢复合板cmt熔焊对接用焊丝的制备方法，其特征在于，步骤3中，焊丝中药粉的填充量控制在30～35wt％。9.铜-钢复合板的焊接方法，其特征在于，具体实施方式如下：首先在铜-钢复合板的焊接处开不对称x型坡口，进行铜侧过渡层的焊接，采用如权利要求1-4任意一项所述的铜-钢复合板cmt熔焊对接用焊丝，复合板焊接时，对接试板留1.5-2.0mm间隙，焊接工艺为cmt-pulse模式，焊接电流为200-250a，焊接速度为30-35cm/min，预热温度为100-150℃；接着将试板翻转，进行钢侧的焊接，采用er50-6焊丝，焊丝直径1.2mm，焊接工艺cmt模式，打底焊接电流150-200a，填充和盖面焊接电流200-250a，焊接速度为40-45cm/min；最后再将试板翻转，进行铜侧的盖面焊接，采用ercusi-al焊丝，焊丝直径1.2mm，焊接工艺为cmt-pulse模式，焊接电流为300-350a，预热温度为200-300℃。10.根据权利要求9所述的铜-钢复合板的焊接方法，其特征在于，在铜-钢复合板的焊接处开的不对称x型坡口的具体参数为：钢侧坡口角度为60
±5°
，铜侧坡口角度为90
±5°
，钝边尺寸为2-3mm。

技术总结
本发明公开的铜-钢复合板CMT熔焊对接用焊丝，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：Cr粉40～50％，Co粉10～20％，Si粉5～10％，B粉5～10％，Ce粉5～10％，其余为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％。该焊丝专门用于解决铜-钢爆炸复合板对接焊接过程中接头开裂问题。还提供一种铜-钢复合板CMT熔焊对接用焊丝的制备方法及采用该种焊接焊丝用于铜-钢复合板的焊接方法。钢复合板的焊接方法。钢复合板的焊接方法。


技术研发人员：褚巧玲 曹齐鲁 张敏 李毅 张林 夏拓 赵鹏康 李继红
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：2021.11.26
技术公布日：2022/3/8