一種紫銅碳鋼復(fù)合板缺陷修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焊接的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種紫銅碳鋼復(fù)合板缺陷修復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]紫銅是比較純凈的一種銅，一般可近似認為是純銅，導(dǎo)電性、塑性都較好，但強度、硬度較差一些。紫銅具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性、延展性和耐蝕性。紫銅中的微量雜質(zhì)對銅的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能有嚴重影響。其中鈦、磷、鐵、硅等顯著降低電導(dǎo)率，而鎘、鋅等則影響很小。氧、硫、砸、碲等在銅中的固溶度很小，可與銅生成脆性化合物，對導(dǎo)電性影響不大，但能降低加工塑性。
[0003]紫銅碳鋼復(fù)合板，是利用炸藥的能量將復(fù)層紫銅與基板形成牢固的原子間結(jié)合，使基復(fù)板在爆炸復(fù)合后產(chǎn)生很大應(yīng)力。對未貼合區(qū)進行焊補可能加劇補焊區(qū)的應(yīng)力狀況，如果焊縫的塑性韌性不高，形成的應(yīng)力很容易將焊縫拉開形成裂紋。
[0004]由于紫銅與碳鋼屬于兩種不同類別的材料，化學(xué)成分、熱導(dǎo)率、線膨脹系數(shù)等都有很大差別，屬于異種金屬間的焊接，存在不同的焊接性，如果焊接工藝選擇不合適，堆焊時容易出現(xiàn)氣孔、裂紋等焊接缺陷。鉍或鉛與銅生成低熔點共晶，使銅產(chǎn)生熱脆；而脆性的鉍呈薄膜狀分布在晶界時，又使銅產(chǎn)生冷脆。磷能顯著降低銅的導(dǎo)電性，但可提高銅液的流動性，改善焊接性。這些元素如果利用不好，會對堆焊質(zhì)量產(chǎn)生很大影響，如果應(yīng)用得當，則可以使堆焊事半功倍。
[0005]對于紫銅與碳鋼的異種金屬焊接，在液態(tài)中銅與鋼能完全混合，但固態(tài)中相互固溶度有限，銅原子會沿著鋼的晶界進行滲透。由于銅的熔點比鋼低，因此在冷卻時銅鋁的結(jié)晶溫度低于鋼的結(jié)晶溫度，便會在焊縫的熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋。而且基層的元素在高溫熔池中會向焊縫中迀移，使焊縫含碳量增加，嚴重降低焊縫的綜合機械性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述技術(shù)現(xiàn)狀，而提供一種焊接質(zhì)量好、焊縫的致密性和強度高、能很好地解決復(fù)合板缺陷的紫銅碳鋼復(fù)合板缺陷修復(fù)方法。
[0007]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:
一種紫銅碳鋼復(fù)合板缺陷修復(fù)方法，包括以下步驟:
步驟一、通過爆炸焊接將紫銅層與碳鋼基板焊接，使紫銅層與碳鋼基板的主體部分牢固連接，形成紫銅碳鋼復(fù)合板；標記紫銅層與碳鋼基板之間未貼合的邊緣部分；
步驟二、從碳鋼基板表面中心處150_X 150mm的范圍，挖至碳鋼基板面以下1.0mm至
1.5mm形成坡口，打磨拋光至待焊坡口露出金屬光澤并圓滑過渡；用丙酮液對待焊坡口擦洗干凈；
步驟三、在電阻爐出口處安裝焊接臺；
步驟四、將紫銅碳鋼復(fù)合板放入電阻爐內(nèi)預(yù)熱處理，使紫銅碳鋼復(fù)合板溫度達到300-400°C，然后將紫銅碳鋼復(fù)合板直接從電阻爐移至焊接臺；保持碳鋼基板在下，紫銅層在上，在紫銅層上覆蓋石棉，同時采用焊炬對待焊坡口加熱，使待焊坡口溫度不低于預(yù)熱溫度；
步驟五、采用氬氣或者氦氣作氣體保護，對待焊坡口進行氬弧焊，每一段焊縫接頭處回焊一小段，然后再沿焊接方向施焊，保證焊縫接頭處連接牢固；焊接收弧時停頓一小段時間，對弧坑延時保護；
步驟六、焊接完成后，將焊接表面打磨拋光平整，然后對試板堆焊表面進行PT檢測； 步驟七、用超聲波探傷儀對堆焊區(qū)進行貼合率檢驗；
步驟八、對試板取樣進行彎曲力學(xué)性能檢驗。
[0008]為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括:
步驟一中采用的紫銅層由以重量份計0.002%Sn、0.002%As、0.l%S1、0.05%0、0.005%Zn、0.005%Fe、0.002%N1、0.003%Pb、0.001%P、余量為 Cu 組成。
[0009]堆焊材料由以重量份計0.002%Sn,0.l%Si,0.002%As,0.005%Zn,0.01%Fe、
0.002%N1、0.003%Pb、余量為 Cu 組成。
[0010]步驟五中保護氣體采用Ar氣，Ar氣純度彡99.99%，體流量:9L/min至14 L/min。
[0011]對焊縫焊接時正極接紫銅碳鋼復(fù)合板、負極接鎢極，焊接電流220A至240A，電壓16V至20V，直流正接，鎢棒端部磨成15°至25°圓錐形。
[0012]待焊坡口和焊絲在施焊前用丙酮液擦洗干凈。
[0013]紫銅層采用Tl紫銅，碳鋼基板采用Q345R碳鋼板。
[0014]PT檢測采用DPT-5檢測劑。
[0015]對焊縫焊接時采用ERCu-1焊絲，直徑為2.5mm。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的基層材料Q345R，規(guī)格尺寸:復(fù)合板尺寸6/21*6000*1000，從基板Q345R表面中心處150*150mm的范圍，挖至基板面以下1.0-1.5mm
形成坡口，打磨拋光待焊坡口露出金屬光澤并圓滑過渡滿足焊接條件，氬弧焊待焊區(qū)域和焊絲在施焊前用丙酮液擦洗干凈。
[0017]考慮到Tl紫銅的特性，紫銅導(dǎo)熱率會很高，容易產(chǎn)生結(jié)晶裂紋，現(xiàn)有技術(shù)是在施焊之前對坡口和周邊200~300_范圍進行了 300-400°C的預(yù)熱。但是，由于紫銅板的特性，導(dǎo)熱率大，散熱較快，局部加熱的溫度存留時間較短，熔池保持時間較短，熔池流動性差，無法滿足焊接條件，導(dǎo)致焊接質(zhì)量差。
[0018]本發(fā)明采用熱處理爐體加熱，使母材達到焊接條件，爐體加熱的好處:熱量均勻，熱量保持時間長，溫度容易控制等，局部加熱的局限性全部被解決掉了。加熱出爐之后，直接在臺車上施焊，同時在紫銅層上覆蓋石棉，極大降低母材的溫度流失速度，使待焊坡口處熱量保持時間長，同時，本發(fā)明采用焊炬對待焊坡口加熱，使待焊坡口溫度不低于預(yù)熱溫度，確保待焊坡口處的溫度，克服了溫度流失較快而滿足不了施焊條件的困難。
[0019]為保證焊縫金屬熔合好的情況下，盡量減少基層金屬向堆焊復(fù)層的滲入量，降低熔合比，本發(fā)明在復(fù)合板出爐時保持碳鋼基板在下，紫銅層在上，即方便覆蓋石棉，在堆焊時也能減少基層金屬向堆焊復(fù)層的滲入量。
[0020]為防止產(chǎn)生未熔合、氣孔等缺陷，每一段焊縫接頭處應(yīng)回焊一小段，然后再沿焊接方向施焊，以利于調(diào)整接頭平滑并能消除弧坑缺陷。焊接過程的溫度不低于預(yù)熱溫度。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明紫銅碳鋼復(fù)合板加熱后從電阻爐內(nèi)移送到焊接臺的示意圖。
【具體實施方式】
[0022]以下對本發(fā)明的實施例作進一步詳細描述。
[0023]其中圖1中附圖標記為:1、紫銅碳鋼復(fù)合板，2、電阻爐，3、焊接臺。
[0024]本實施例中一種紫銅碳鋼復(fù)合板缺陷修復(fù)方法，包括以下步驟:
步驟一、通過爆炸焊接將紫銅層與碳鋼基板焊接，使紫銅層與碳鋼基板的主體部分牢固連接，形成紫銅碳鋼復(fù)合板；標記紫銅層與碳鋼基板之間未貼合的邊緣部分；
步驟二、從碳鋼基板表面中心處150_X 150mm的范圍，挖至碳鋼基板面以下1.0mm至
1.5mm形成坡口，打磨拋光至待焊坡口露出金屬光澤并圓滑過渡；用丙酮液對待焊坡口擦洗干凈；
步驟三