CN110744221A - TA1-Cu-Q345过渡层用焊丝及方法与坡口形式 - Google Patents

TA1-Cu-Q345过渡层用焊丝及方法与坡口形式 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种TA1‑Cu‑Q345过渡层用焊丝，包括药芯和焊皮，其中药粉按质量百分比由以下组分组成：Ag粉30～40％，Ni粉30～40％，Si粉10～20％，B粉10～20％，以上组分质量百分比之和为100％。该焊丝解决了TA1‑Cu‑Q345三层复合板无法直接熔焊对接的问题。其制备方法为：按照上述配比称量各原料，将Ag粉、Ni粉、Si粉和B粉混合后烘干，然后紫铜带包裹，拉拔即得；采用药芯焊丝焊接时，TA1侧单边Cu层伸出长度为3～4mm，Q345侧单边Cu层伸出长度为1～2mm，两侧分别开不对称的V形坡口。本发明药芯焊丝合金元素较少，制备工艺简单，便于进行大规模批量生产。

Description

TA1-Cu-Q345过渡层用焊丝及方法与坡口形式
技术领域
本发明属于金属材料焊接技术领域，具体涉及TA1-Cu-Q345过渡层用焊丝，本发明还涉及该焊丝的制备方法与坡口形式。
背景技术
TA1-Q345复合板是一种通过爆炸焊接的方式制备的双金属层状复合结构，兼有TA1优异的耐腐蚀性能和Q345高强度特点。实现其在压力容器的应用，既能满足压力容器承载能力的要求，又能解决TA1-Q345金属层状复合板不易直接熔焊连接的问题。已有的研究结果表明，TA1和Q345的主要合金元素Ti和Fe之间反应将生成脆性的Fe2Ti和FeTi金属间化合物，导致两者直接熔焊连接困难。目前，关于TA1-Q345双金属层状复合板的对接焊接主要是通过搭接焊接方式，既通过增加盖板结构，焊接时候TA1和TA1焊接，Q345和Q345焊接，不进行中间层的焊接。这种焊接方法工艺复杂，操作困难，因此难以实现工程化应用。在TA1-Q345双金属复合板的制备过程中，局部添加Cu中间层，制备TA1-Cu-Q345三层金属复合板结构。局部Cu层的加入可以防止TA1-Q345复合板对接焊接过程中Fe2Ti和FeTi金属间化合物的生成。配合以开发的过渡层焊接材料，将原先TA1-Q345之间的对接连接转变为TA1-Cu之间的对接连接和Cu-Q345之间的对接连接。复合板的直接熔焊连接操作简便，便于工程化应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种TA1-Cu-Q345过渡层用焊丝，解决了TA1-Cu-Q345三层复合板无法直接熔焊对接的问题。
本发明的另一个目的是提供一种TA1-Cu-Q345过渡层用焊丝的制备方法。
本发明还有另一个目的是提供用采用上述焊丝焊接TA1-Cu-Q345三层金属复合板的坡口形式。
本发明所采用的技术方案是，一种TA1-Cu-Q345过渡层用焊丝，包括药芯和焊皮，其中药粉按质量百分比由以下组分组成：Ag粉30～40％，Ni粉30～40％，Si粉10～20％，B粉10～20％，以上组分质量百分比之和为100％。
本发明的特点还在于：
Ag粉的纯度≥99.9％，Ni粉的纯度≥99.9％，Si粉的纯度≥99.9％，B粉的纯度≥99.9％，4种金属粉的粒度均是200目。
焊皮为紫铜带，紫铜带厚度0.3mm，宽度7mm。
药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制在25～30wt％。
本发明所采用的第二个技术方案是，TA1-Cu-Q345过渡层用焊丝的制备方法，具体步骤如下：
步骤1：按质量百分比分别称取Ag粉30～40％，Ni粉30～40％，Si粉10～20％，B粉10～20％，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2：将步骤1称取的Ag粉、Ni粉、Si粉和B粉，置于真空加热炉内加热、保温，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；
步骤3：采用酒精去除紫铜带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在紫铜带内，第一道拉拔磨具孔径为2.6mm；
步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将磨具孔径依次换至2.3mm，2.1mm，1.9mm，1.8mm，1.7mm，1.6mm，1.5mm进行拉拔；
步骤5：对步骤4制备的药芯焊丝，在真空热处理炉中进行热处理；
步骤6：对步骤5中热处理的药芯焊丝依次经过1.3mm、1.2mm孔径的磨具拉拔，最终获得的药芯焊丝直径为1.2mm；
步骤7：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。
本发明的特点还在于：
步骤1中，Ag粉的纯度≥99.9％，Ni粉的纯度≥99.9％，Si粉的纯度≥99.9％，B粉的纯度≥99.9％，4种金属粉的粒度均是200目。
步骤2中，真空加热炉内加热温度为150℃，保温时间为1h；混粉机中混合时间为30min；步骤5中，热处理的加热温度为450℃，保温时间为2h。
药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制在25～30wt％。
本发明所采用的第三个技术方案是，采用上述的焊丝焊接TA1-Cu-Q345三层金属复合板的坡口形式，TA1侧单边Cu层伸出长度为3～4mm，Q345侧单边Cu层伸出长度为1～2mm，两侧分别开不对称的V形坡口，其中TA1侧坡口角度为100°，Q345侧坡口角度为70°。
本发明的有益效果是，
(1)本发明药芯焊丝直径比较小，丝径为1.2mm的药芯焊丝适用广泛，该药芯焊丝既可用于TIG焊，又可用于MIG焊；
(2)Ag、Ni、Si和B元素作为药芯焊丝中药粉的主要组元，对于直接熔焊连接TA1-Cu-Q345三层金属复合板，TA1侧过渡层材料的选择和应用至关重要。药芯焊丝药皮的主要成为为Cu。从冶金反应产物考虑，Ag元素和Ti、Cu元素之间反应生成塑韧性较好的共晶组织，这些共晶组织的形成同时也可以降低焊丝的熔点。Ni元素与Cu之间可以无限固溶、Ni与Ti之间反应将生成多种Ni-Ti系金属间化合物，Cu-Ti-Ni三元合金系为主的熔池中，Cu-Ti、Ni-Ti等金属间化合物呈现弥散分布，从而可以提高焊缝的塑韧性。在焊接过程中，Si、B元素优先与合金粉末中的氧和工件表面的氧化物作用，生成低熔点的硼硅酸盐覆盖在表面，防止液态金属氧化，改善对基体的润湿能力。
(3)TA1-Cu-Q345三层金属复合板剥离出部分Cu层后，两侧各开不对称V形坡口，先用ERCuSi-Al焊丝焊接伸出的Cu层和Q345侧过渡层，接着用ER50-6焊丝在Q345侧坡口焊接Q345层，再用本发明的药芯焊丝在TA1侧坡口处焊接过渡层。最后用ERTi-1焊丝焊接TA1层，所得焊接接头具有优良的强韧性；
(4)本发明药芯焊丝合金元素较少，制备工艺简单，便于进行大规模批量生产。
附图说明
图1是TA1-Cu-Q345三层金属复合板坡口尺寸示意图；
图2是TA1-Cu-Q345三层金属复合板焊接顺序示意图；
图3为实施案例2制备的药芯焊丝，在TA1-Cu-Q345三层金属复合板焊接时，TA1侧过渡层焊缝的扫描电镜低倍组织形貌图；
图4为实施案例2制备的药芯焊丝，在TA1-Cu-Q345三层金属复合板焊接时，TA1侧过渡层与Cu层焊缝的扫描电镜高倍微观组织形貌图；
图5为实施案例2制备的药芯焊丝，在TA1-Cu-Q345三层金属复合板焊接时，TA1侧过渡层焊缝与TA1层焊缝的扫描电镜高倍微观组织形貌图。
图中，1.Cu中间层焊缝，2.Q345过渡层焊缝，3.Q345焊缝，4.TA1过渡层焊缝，5.TA1焊缝。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供一种TA1-Cu-Q345过渡层用焊丝，包括药芯和焊皮，其中药粉按质量百分比由以下组分组成：Ag粉30～40％，Ni粉30～40％，Si粉10～20％，B粉10～20％，以上组分质量百分比之和为100％。
Ag粉的纯度≥99.9％，Ni粉的纯度≥99.9％，Si粉的纯度≥99.9％，B粉的纯度≥99.9％，4种金属粉的粒度均是200目。
焊皮为紫铜带，紫铜带厚度0.3mm，宽度7mm。
药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制在25～30wt％。
该药芯焊丝中各组分的作用、功能及所开坡口形式的作用如下：
Cu中间层的剥离，可以有效阻断TA1和Q345主要合金元素Ti和Fe反应生成脆性的Fe2Ti和FeTi脆性金属间化合物，从而从根本上提高了TA1-Cu-Q345复合板对接焊缝的质量。
Cu元素作为药芯焊丝的主要合金元素，Cu元素和Ti元素反应生成多种Cu-Ti化合物。由于Cu合金的熔点较低，采用所制备的药芯焊丝进行TA1一侧过渡层焊接时，可以有效降低焊接热输入，从而减少两侧TA1母材的大量熔化；
Ag元素作为药芯焊丝中药粉的主要组元，由于Ag元素和Ti、Cu元素反应可以形成塑韧性较好的共晶组织，这些共晶组织的形成也可以降低焊丝的熔点；
Ni元素作为药芯焊丝中药粉的另一个主要组元，Ni与Cu焊接性较好，可以生成无限固溶体，塑韧性好。Ni与Ti之间可以生成多种Ni-Ti金属间化合物。由于TA1侧过渡层焊丝的主要合金元素为Cu，当采用其进行TA1侧过渡层的焊接时，焊缝中不可避免生成Cu-Ti金属间化合物，当Cu-Ti金属间化合物尺寸较大时，将严重降低焊缝的塑韧性。当焊缝中添加Ni元素后，Ni-Ti金属间化合物可以起到弥散Cu-Ti金属间化合物的作用，从而提高焊缝的塑韧性；
Si、B元素的加入，一方面作为脱氧剂和自熔剂增加基体的润湿性，另一方面通过弥散强化和固溶强化来提高焊缝的强度；
本发明还提供上述TA1-Cu-Q345过渡层用焊丝的制备方法，具体步骤如下：
步骤1：按质量百分比分别称取Ag粉30～40％，Ni粉30～40％，Si粉10～20％，B粉10～20％，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2：将步骤1称取的Ag粉、Ni粉、Si粉和B粉，置于真空加热炉内加热、保温，加热温度为150℃，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，混合时间为30min；
步骤3：采用酒精去除紫铜带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在紫铜带内，第一道拉拔磨具孔径为2.6mm；
步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将磨具孔径依次换至2.3mm，2.1mm，1.9mm，1.8mm，1.7mm，1.6mm，1.5mm进行拉拔；
步骤5：对步骤4制备的药芯焊丝，在真空热处理炉中进行热处理，加热温度为450℃，保温时间为2h；
步骤6：对步骤5中热处理的药芯焊丝依次经过1.3mm、1.2mm孔径的磨具拉拔，最终获得的药芯焊丝直径为1.2mm；
步骤7：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。
其中，Ag粉的纯度≥99.9％，Ni粉的纯度≥99.9％，Si粉的纯度≥99.9％，B粉的纯度≥99.9％，4种金属粉的粒度均是200目；药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制在25～30wt％。
本发明还提供采用上述焊丝焊接TA1-Cu-Q345三层金属复合板时的坡口形式，首先剥离出部分Cu层，TA1侧和Q345侧剥离Cu层的宽度不一致，TA1侧单边Cu层伸出长度为3～4mm，Q345侧单边Cu层伸出长度为1～2mm。两侧分别开不对称的V形坡口，其中TA1侧坡口角度为100°，Q345侧坡口角度为70°。
实施例1
步骤1：按质量百分比分别称取Ag粉40％，Ni粉30％，Si粉15％，B粉15％，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2：将步骤1称取的Ag粉、Ni粉、Si粉和B粉，将其置于真空加热炉内加热，加热温度为150℃，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，混合时间为30min；
步骤3：采用酒精去除紫铜带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在紫铜带内，第一道拉拔磨具孔径为2.6mm；
步骤4：第一道工序拉拔完毕后，磨具孔径依次换至2.3mm，2.1mm，1.9mm，1.8mm，1.7mm，1.6mm，1.5mm；
步骤5：对步骤4制备的药芯焊丝，在真空热处理炉中进行热处理，加热温度为450℃，保温时间为2h；
步骤6：对步骤5中热处理的药芯焊丝依次经过1.3mm、1.2mm孔径的磨具拉拔，最终获得的药芯焊丝直径为1.2mm；
步骤7：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。
其中，药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制为25wt％。
用实施例1制备的TA1-Cu-Q345三层金属复合板TA1侧过渡层焊接用药芯焊丝，配合ERTi-1焊丝(TA1层)，及ERCuSi-Al焊丝(Cu层、Q345侧过渡层)和ER50-6焊丝(Q345层)焊接TA1-Cu-Q345三层复合板。焊接工艺为：TA1-Cu-Q345三层金属复合板，首先剥离出部分Cu层，TA1侧单边Cu层伸出长度为3mm，Q345侧单边Cu层伸出长度为1mm。两侧分别开不对称的V形坡口，其中TA1侧坡口角度为100°，Q345侧坡口角度为70°，坡口形式如图1所示。TA1-Cu-Q345三层复合板对接焊接过程如图2所示，首先进行中间层Cu层的焊接，为Cu中间层焊缝1；接着用ERCuSi-Al焊丝焊接中间层Cu和Q345侧过渡层，为Q345过渡层焊缝2；然后用ER50-6焊丝在Q345侧坡口焊接Q345层，为Q345焊缝3；Q345层焊完后，将复合板翻转，用本发明的药芯焊丝在TA1侧坡口处焊接过渡层，为TA1过渡层焊缝4；最后用ERTi-1焊丝焊接TA1层，为TA1焊缝5。Cu中间层(ERCuSi-Al焊丝)焊接电流为50-100A，Q345侧过渡层(ERCuSi-Al焊丝)焊接电流为130-180A，Q345层(ER50-6)焊接电流为180-230A，TA1侧过渡层焊接电流为80-100A，TA1层(ERTi-1)焊接电流为：100-120A。
经测试，焊接接头力学性能为：抗拉强度491MPa，断后延伸率8％。
实施例2
步骤1：按质量百分比分别称取Ag粉30％，Ni粉40％，Si粉15％，B粉15％，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2：将步骤1称取的Ag粉、Ni粉、Si粉和B粉，将其置于真空加热炉内加热，加热温度为150℃，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，混合时间为30min；
步骤3：采用酒精去除紫铜带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在紫铜带内，第一道拉拔磨具孔径为2.6mm；
步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将磨具孔径依次换至2.3mm，2.1mm，1.9mm，1.8mm，1.7mm，1.6mm，1.5mm进行拉拔；
步骤5：对步骤4制备的药芯焊丝，在真空热处理炉中进行热处理，加热温度为450℃，保温时间为2h；
步骤6：对步骤5中热处理的药芯焊丝依次经过1.3mm、1.2mm孔径的磨具拉拔，最终获得的药芯焊丝直径为1.2mm；
步骤7：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；
其中，药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制为30wt％。
用实施例2制备的TA1-Cu-Q345三层金属复合板TA1侧过渡层焊接用药芯焊丝，配合ERTi-1焊丝(TA1层)，及ERCuSi-Al焊丝(Cu层、Q345侧过渡层)和ER50-6焊丝(Q345层)焊接TA1-Cu-Q345三层复合板。焊接工艺为：TA1-Cu-Q345三层金属复合板，首先剥离出部分Cu层，TA1侧单边Cu层伸出长度为4mm，Q345侧单边Cu层伸出长度为2mm。两侧分别开不对称的V形坡口，其中TA1侧坡口角度为100°，Q345侧坡口角度为70°。先用ERCuSi-Al焊丝焊接中间层Cu和Q345侧过渡层，接着用ER50-6焊丝在Q345侧坡口焊接Q345层，再用本发明的药芯焊丝在TA1侧坡口处焊接过渡层，最后用ERTi-1焊丝焊接TA1层。Cu中间层(ERCuSi-Al焊丝)焊接电流为50-100A，Q345侧过渡层(ERCuSi-Al焊丝)焊接电流为130-180A，Q345层(ER50-6)焊接电流为180-230A，TA1侧过渡层焊接电流为80-100A，TA1层(ERTi-1)焊接电流为：100-120A。
经测试，焊接接头力学性能为：抗拉强度535MPa，断后延伸率17％。
实施例2制备得到的药芯焊丝焊接TA1-Cu-Q345三层金属复合板TA1侧过渡层焊缝的扫描电镜低倍组织见图3所示，图4是TA1侧过渡层焊缝与Cu层焊缝的扫描电镜高倍微观组织形貌，图5是TA1侧过渡层焊缝与TA1焊缝的扫描电镜高倍微观组织形貌。从低倍扫描电镜图片上可以看出，TA1侧过渡层焊缝与底部Cu、两侧TA1之间衔接良好，无宏观裂纹等焊接缺陷。从高倍扫描电镜图片可以看出，TA1侧过渡层焊缝与Cu层焊缝、TA1侧过渡层焊缝与TA1焊缝之间以熔合线隔开，熔合线清晰，熔合线附近未发现裂纹、气孔等常见缺陷。
实施例3
步骤1：按质量百分比分别称取Ag粉35％，Ni粉35％，Si粉20％，B粉10％，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2：将步骤1称取的Ag粉、Ni粉、Si粉和B粉，将其置于真空加热炉内加热，加热温度为150℃，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，混合时间为30min；
步骤3：采用酒精去除紫铜带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在紫铜带内，第一道拉拔磨具孔径为2.6mm；
步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将磨具孔径依次换至2.3mm，2.1mm，1.9mm，1.8mm，1.7mm，1.6mm，1.5mm进行拉拔；
步骤5：对步骤4制备的药芯焊丝，在真空热处理炉中进行热处理，加热温度为450℃，保温时间为2h；
步骤6：对步骤5中热处理的药芯焊丝依次经过1.3mm、1.2mm孔径的磨具拉拔，最终获得的药芯焊丝直径为1.2mm；
步骤7：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；
其中，药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制为26wt％。
用实施例3制备的TA1-Cu-Q345三层金属复合板TA1侧过渡层焊接用药芯焊丝，配合ERTi-1焊丝(TA1层)，及ERCuSi-Al焊丝(Cu层、Q345侧过渡层)和ER50-6焊丝(Q345层)焊接TA1-Cu-Q345三层复合板。焊接工艺为：TA1-Cu-Q345三层金属复合板，首先剥离出部分Cu层，TA1侧单边Cu层伸出长度为4mm，Q345侧单边Cu层伸出长度为1mm。两侧分别开不对称的V形坡口，其中TA1侧坡口角度为100°，Q345侧坡口角度为70°。先用ERCuSi-Al焊丝焊接中间层Cu和Q345侧过渡层，接着用ER50-6焊丝在Q345侧坡口焊接Q345层，再用本发明的药芯焊丝在TA1侧坡口处焊接过渡层，最后用ERTi-1焊丝焊接TA1层。Cu中间层(ERCuSi-Al焊丝)焊接电流为50-100A，Q345侧过渡层(ERCuSi-Al焊丝)焊接电流为130-180A，Q345层(ER50-6)焊接电流为180-230A，TA1侧过渡层焊接电流为80-100A，TA1层(ERTi-1)焊接电流为：100-120A。
经测试，焊接接头力学性能为：抗拉强度515MPa，断后延伸率7％。
实施例4
步骤1：按质量百分比分别称取Ag粉30％，Ni粉40％，Si粉10％，B粉20％，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2：将步骤1称取的Ag粉、Ni粉、Si粉和B粉，将其置于真空加热炉内加热，加热温度为150℃，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，混合时间为30min；
步骤3：采用酒精去除紫铜带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在紫铜带内，第一道拉拔磨具孔径为2.6mm；
步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将磨具孔径依次换至2.3mm，2.1mm，1.9mm，1.8mm，1.7mm，1.6mm，1.5mm进行拉拔；
步骤5：对步骤4制备的药芯焊丝，在真空热处理炉中进行热处理，加热温度为450℃，保温时间为2h；
步骤6：对步骤5中热处理的药芯焊丝依次经过1.3mm、1.2mm孔径的磨具拉拔，最终获得的药芯焊丝直径为1.2mm；
步骤7：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；其中，药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制为27wt％。
用实施例4制备的TA1-Cu-Q345三层金属复合板TA1侧过渡层焊接用药芯焊丝，配合ERTi-1焊丝(TA1层)，及ERCuSi-Al焊丝(Cu层、Q345侧过渡层)和ER50-6焊丝(Q345层)焊接TA1-Cu-Q345三层复合板。焊接工艺为：TA1-Cu-Q345三层金属复合板，首先剥离出部分Cu层，TA1侧单边Cu层伸出长度为3mm，Q345侧单边Cu层伸出长度为1.5mm。两侧分别开不对称的V形坡口，其中TA1侧坡口角度为100°，Q345侧坡口角度为70°。先用ERCuSi-Al焊丝焊接中间层Cu和Q345侧过渡层，接着用ER50-6焊丝在Q345侧坡口焊接Q345层，再用本发明的药芯焊丝在TA1侧坡口处焊接过渡层，最后用ERTi-1焊丝焊接TA1层。Cu中间层(ERCuSi-Al焊丝)焊接电流为50-100A，Q345侧过渡层(ERCuSi-Al焊丝)焊接电流为130-180A，Q345层(ER50-6)焊接电流为180-230A，TA1侧过渡层焊接电流为80-100A，TA1层(ERTi-1)焊接电流为：100-120A。
经测试，焊接接头力学性能为：抗拉强度523MPa，断后延伸率10％。
实施例5
步骤1：按质量百分比分别称取Ag粉35％，Ni粉40％，Si粉15％，B粉10％，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2：将步骤1称取的Ag粉、Ni粉、Si粉和B粉，将其置于真空加热炉内加热，加热温度为150℃，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，混合时间为30min；
步骤3：采用酒精去除紫铜带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在紫铜带内，第一道拉拔磨具孔径为2.6mm；
步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将磨具孔径依次换至2.3mm，2.1mm，1.9mm，1.8mm，1.7mm，1.6mm，1.5mm进行拉拔；
步骤5：对步骤4制备的药芯焊丝，在真空热处理炉中进行热处理，加热温度为450℃，保温时间为2h；
步骤6：对步骤5中热处理的药芯焊丝依次经过1.3mm、1.2mm孔径的磨具拉拔，最终获得的药芯焊丝直径为1.2mm；
步骤7：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；其中，药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制为25wt％。
用实施例5制备的TA1-Cu-Q345三层金属复合板TA1侧过渡层焊接用药芯焊丝，配合ERTi-1焊丝(TA1层)，及ERCuSi-Al焊丝(Cu层、Q345侧过渡层)和ER50-6焊丝(Q345层)焊接TA1-Cu-Q345三层复合板。焊接工艺为：TA1-Cu-Q345三层金属复合板，首先剥离出部分Cu层，TA1侧单边Cu层伸出长度为3.5mm，Q345侧单边Cu层伸出长度为2mm。两侧分别开不对称的V形坡口，其中TA1侧坡口角度为100°，Q345侧坡口角度为70°。先用ERCuSi-Al焊丝焊接中间层Cu和Q345侧过渡层，接着用ER50-6焊丝在Q345侧坡口焊接Q345层，再用本发明的药芯焊丝在TA1侧坡口处焊接过渡层，最后用ERTi-1焊丝焊接TA1层。Cu中间层(ERCuSi-Al焊丝)焊接电流为50-100A，Q345侧过渡层(ERCuSi-Al焊丝)焊接电流为130-180A，Q345层(ER50-6)焊接电流为180-230A，TA1侧过渡层焊接电流为80-100A，TA1层(ERTi-1)焊接电流为：100-120A。
经测试，焊接接头力学性能为：抗拉强度491MPa，断后延伸率12％。
经优化在药芯焊丝药粉填充率控制在25％～30％时，质量百分比为30％的Ag粉、40％的Ni粉，15％的Si粉和15％的B粉的情况下，焊接TA1-Cu-Q345三层金属复合板TA1侧过渡层可以得到成型效果最好、缺陷最少及力学性能较好的焊缝。TA1-Cu-Q345三层金属复合板，TA1侧单边Cu层伸出长度为4mm，Q345侧单边Cu层伸出长度为2mm。两侧分别开不对称的V形坡口，其中TA1侧坡口角度为100°，Q345侧坡口角度为70°，所得焊接接头具有优良的强韧性。

Claims (9)

1.一种TA1-Cu-Q345过渡层用焊丝，其特征在于，包括药芯和焊皮，其中药粉按质量百分比由以下组分组成：Ag粉30～40％，Ni粉30～40％，Si粉10～20％，B粉10～20％，以上组分质量百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述的TA1-Cu-Q345过渡层用焊丝，其特征在于，Ag粉的纯度≥99.9％，Ni粉的纯度≥99.9％，Si粉的纯度≥99.9％，B粉的纯度≥99.9％，4种金属粉的粒度均是200目。
3.根据权利要求1所述的TA1-Cu-Q345过渡层用焊丝，其特征在于，焊皮为紫铜带，紫铜带厚度0.3mm，宽度7mm。
4.根据权利要求1所述的TA1-Cu-Q345过渡层用焊丝，其特征在于，药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制在25～30wt％。
5.TA1-Cu-Q345过渡层用焊丝的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1：按质量百分比分别称取Ag粉30～40％，Ni粉30～40％，Si粉10～20％，B粉10～20％，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2：将步骤1称取的Ag粉、Ni粉、Si粉和B粉，置于真空加热炉内加热、保温，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；
步骤3：采用酒精去除紫铜带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在紫铜带内，第一道拉拔磨具孔径为2.6mm；
步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将磨具孔径依次换至2.3mm，2.1mm，1.9mm，1.8mm，1.7mm，1.6mm，1.5mm进行拉拔；
步骤5：对步骤4制备的药芯焊丝，在真空热处理炉中进行热处理；
步骤6：对步骤5中热处理的药芯焊丝依次经过1.3mm、1.2mm孔径的磨具拉拔，最终获得的药芯焊丝直径为1.2mm；
步骤7：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TA1-Cu-Q345过渡层用焊丝，其特征在于，步骤1中，Ag粉的纯度≥99.9％，Ni粉的纯度≥99.9％，Si粉的纯度≥99.9％，B粉的纯度≥99.9％，4种金属粉的粒度均是200目。
7.根据权利要求5所述的TA1-Cu-Q345过渡层用焊丝，其特征在于，步骤2中，真空加热炉内加热温度为150℃，保温时间为1h；混粉机中混合时间为30min；步骤5中，热处理的加热温度为450℃，保温时间为2h。
8.根据权利要求5所述的TA1-Cu-Q345过渡层用焊丝，其特征在于，药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制在25～30wt％。
9.采用如权利要求1所述的焊丝焊接TA1-Cu-Q345三层金属复合板的坡口形式，其特征在于，TA1侧单边Cu层伸出长度为3～4mm，Q345侧单边Cu层伸出长度为1～2mm，两侧分别开不对称的V形坡口，其中TA1侧坡口角度为100°，Q345侧坡口角度为70°。
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