CN104801858A - 一种用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法 - Google Patents

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郄应文
李炬钢
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Abstract

本发明公开了一种用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法，其包括步骤：（1）表面预处理；（2）组坯：在铝坯料的周围放置铜坯料，其中与铝坯料上表面接触的为铜坯料上基料，与铝坯料下表面接触的为铜坯料下基料，沿铝坯料周向方向设置的为铜坯料封条，所述铜坯料上基料、铜坯料下基料与铜坯料封条形成一相对密闭的空间，所述铝坯料设置在该相对密闭的空间内，所述铝坯料长度方向上的两端部与铜坯料封条之间具有间隙；（3）点焊定型；（4）焊接：将定型后的组坯坯料的所有结合面边缘焊接密封。本发明所述的用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法生产效率高，适应设备能力强，可以由该坯料进一步制得铜铝复合板。

Description

一种用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法
技术领域
本发明涉及一种金属坯料的制造方法，尤其涉及一种用于生产金属复合板的坯料的制造方法。
背景技术
铜铝复合板是一种以铝为基板，单面或多面以铜为复层的双金属新型复合材料，其广泛应用于石油、化工、造船、电子、电力、冶金、机械、航空航天、原子能等工业领域。随着制造工业的发展，铜铝复合板已经适用于越来越多的行业，其需求量越来越大，因此希望提供一种铜铝复合板坯料的制造工艺，从而提高铜铝复合板的生产效率。
铜铝复合板的生产方法有很多种，例如热轧法、冷轧法、爆炸复合法和爆炸轧制法等。但是这些现有的制造工艺均面临设备复杂，工艺复杂，制造周期长，劳动强度大等问题。
公开号为CN101559557，公开日为2009年10月21日，名称为“铜铝复合板的制造方法”的中国专利文献公开了一种铜铝复合板的制造方法，该方法包括如下步骤：步骤1，前处理：将软态纯铜板挂在前处理线上脱脂除油处理；将软态纯铝板放入箱式炉中，加热到350～450度，保温半小时除油处理；步骤2，打磨：将除油处理后的原材料放入打磨机中，用转动铜丝刷刷拭；铜板及铝板各打磨一面；步骤3，轧制：铝板在连续加热炉中加热到350～500度，保温半小时，取出后，即刻与纯铜板靠齐扣住两者的打磨面送入轧机，进行一个道次、不可逆、等速轧制；步骤4，校平：采用普通十五棍校平机校平；该步骤具体为：第一次校平，将校平机上下排辊间距调至1.0mm，进行校平；第二次校平，将校平机上下排辊间距调至1.2mm，对经过第一次校平后的铜铝复合板再次校平；步骤5，剪切：将校平后的铜铝复合板横向两边各剪掉15mm，纵向头尾各剪掉50mm。由此可见该方法仍然属于一种轧制制造复合板的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法，该方法不同于现有的铜铝复合板制造方法，其生产效率高，适应加热设备、轧机设备的能力强，通过该方法制得的铜铝复合板的坯料可以进一步制造铜铝复合板。
为了实现上述发明目的，本发明提出了一种用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法，其包括步骤：
（1）表面预处理：将待复合的铜坯料和铝坯料进行表面预处理；
（2）组坯：在铝坯料的周围放置铜坯料，其中与铝坯料上表面接触的为铜坯料上基料，与铝坯料下表面接触的为铜坯料下基料，沿铝坯料周向方向设置的为铜坯料封条，所述铜坯料上基料、铜坯料下基料与铜坯料封条形成一相对密闭的空间，所述铝坯料设置在该相对密闭的空间内，所述铝坯料长度方向上的两端部与铜坯料封条之间具有间隙，以给予铝坯料足够的横向延展空间；
（3）点焊定型：可采用手工焊接、气体保护焊、氩弧焊对组合完成点焊定型，确保坯料之间的相对位置在进入下一道工序前不会发生移动；
（4）焊接：将定型后的组坯坯料的所有结合面边缘焊接密封。
进一步地，本发明所述的用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法的步骤（1）中，经过表面预处理的所有坯料的待焊接结合面的平面度＜1mm/m2，以确保密封焊接质量满足要求。
进一步地，本发明所述的用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法的步骤（1）中，经过表面预处理的所有坯料的待焊接结合面的粗糙度Ra＜12.5μm，以确保铜铝复合坯后续的加热轧制焊合质量。
进一步地，本发明所述的用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法的步骤（2）中，铜坯料封条的宽度为10-80mm，该宽度范围能保证焊接强度达到后续加热轧制所需的焊合强度要求。需要说明的是，由于在组坯时铜坯料封条的外边沿与铜坯料上基料和铜坯料下基料的外边沿是平齐的，因此本文中铜坯料封条的宽度是指自铜坯料封条的外边沿（或铜坯料上基料/铜坯料下基料的外边沿）朝着铝坯料的方向延伸的尺寸。
进一步地，本发明所述的用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法的步骤（4）中，采用真空电子束焊接。真空电子束焊接可以使铜铝焊接实现深熔密封焊接（焊缝深宽比可大于20：1），不仅能最大程度地降低坯料的热影响区，并且能保证焊接强度，避免复合表面在后续加工过程中因焊缝漏气而被氧化。
更进一步地，本发明所述的用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法的步骤（4）中，焊接真空度≤1.0Pa。将焊接真空度控制在该范围内可有效防止铜铝表面氧化层的形成，同时降低了真空抽气时间，提高了加工效率，降低了加工成本。
进一步地，本发明所述的用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法的步骤（4）中，焊接深度为10-80mm。该焊接深度能保证焊接强度达到后续加热轧制所需的焊合强度要求。
进一步地，本发明所述的用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法的步骤（4）中，焊接宽度≥2mm。该焊接宽度能保证焊接强度达到后续加热轧制所需的焊合强度要求。
进一步地，本发明所述的用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法还包括步骤（5）：焊接应力消除和焊缝探伤检查。可使用锤击振动消除焊接应力。目测有缺陷的焊接部位也可以用手工电弧焊补焊完善。
本发明所述的用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法生产效率高，成本低，复合效果好，适用范围广，加工方便。采用该方法可以制备厚度50-1000mm，宽度400-2000mm，长度2000-3500mm的铜-铝、铜-铝-铜复合板材的坯料。各复合板加工企业也可以根据自身工艺设备条件和客户需要，通过后续的轧制、锻造、加工、精整等步骤，生产铜-铝复合板、铜-铝-铜复合板以及铜-铝锻件、铜-铝-铜锻件。
附图说明
图1为本发明所述的用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法中组坯步骤的复合板坯料的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法做进一步的解释和说明，然而，以下解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。
按照下列步骤制造铜-铝-铜复合板的坯料：
（1）表面预处理：将待复合的铜坯料和铝坯料进行铣床加工或矫直机校平，再将坯料结合面水平放置，使用砂轮进行打磨，清除表面杂物，使表面光洁、平整，再进行抛光打磨，对加工表面金属屑、油渍、积尘等杂物进行擦拭清理，露出金属鲜面；
（2）按照如图1所示的方式组坯：在铝坯料1的上表面放置铜坯料上基料2，在铝坯料下表面放置与其接触的铜坯料下基料3，沿铝坯料周向方向放置铜坯料封条4，从而使铜坯料上基料2、铜坯料下基料3与铜坯料封条4形成一相对密闭的空间，铝坯料1位于该相对密闭的空间内，且铝坯料长度方向上的两端部与铜坯料封条4之间具有间隙，从而给予铝坯料足够的横向延展空间；
（3）采用电焊点焊定型，确保坯料之间的相对位置在吊运进入下一道工序前不会发生移动；
（4）将定型后的组坯坯料运至真空焊箱体内，所有结合面P采用真空电子束进行深度焊接密封；
（5）焊接完毕后，使用锤击振动消除焊接应力，目测有缺陷的焊接部位用手工电弧焊补焊完善。
为了进一步提高本案的实施效果，在上述方法中的步骤（1）中，控制经过表面预处理的所有坯料的待焊接结合面的平面度≤1mm/m2，粗糙度Ra≤12.5μm；步骤（2）中，控制铜坯料封条的宽度为15-80mm；步骤（4）中，控制焊接真空度≤1.0Pa，焊接深度10-80mm，焊接宽度≥2mm。
表1中列出了本技术方案的实施例1-3中各步骤的具体工艺参数。
表1.
经过上述实施例1-3制得的铜-铝-铜或铜-铝复合板的坯料结合部焊缝为熔化焊接，焊缝连续密封，坯料平整便于吊装运输，焊缝强度几乎与基料铜板本体强度相同，剪切强度均超过了180MPa，完全满足坯料后续加热和轧制的强度要求。
要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法，其特征在于，包括步骤：
（1）表面预处理：将待复合的铜坯料和铝坯料进行表面预处理；
（2）组坯：在铝坯料的周围放置铜坯料，其中与铝坯料上表面接触的为铜坯料上基料，与铝坯料下表面接触的为铜坯料下基料，沿铝坯料周向方向设置的为铜坯料封条，所述铜坯料上基料、铜坯料下基料与铜坯料封条形成一相对密闭的空间，所述铝坯料设置在该相对密闭的空间内，所述铝坯料长度方向上的两端部与铜坯料封条之间具有间隙；
（3）点焊定型；
（4）焊接：将定型后的组坯坯料的所有结合面边缘焊接密封。
2.如权利要求1所述的用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，经过表面预处理的所有坯料的待焊接结合面的平面度≤1mm/m2。
3.如权利要求1所述的用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，经过表面预处理的所有坯料的待焊接结合面的粗糙度Ra≤12.5μm。
4.如权利要求1所述的用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法，其特征在于，在所述步骤（2）中，铜坯料封条的宽度为15-80mm。
5.如权利要求1所述的用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法，其特征在于，在所述步骤（4）中，采用真空电子束焊接。
6.如权利要求5所述的用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法，其特征在于，在所述步骤（4）中，焊接真空度≤1.0Pa。
7.如权利要求1所述的用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法，其特征在于，在所述步骤（4）中，焊接深度为10-80mm。
8.如权利要求1所述的用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法，其特征在于，在所述步骤（4）中，焊接宽度≥2mm。
9.如权利要求1所述的用于生产铜铝复合板的坯料的制造方法，其特征在于，还包括步骤（5）：焊接应力消除和焊缝探伤检查。
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