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【摘要】介绍了BFe30-l-l/Q345R复合钢板的焊接工艺，分析了BFe30-l-l/Q345R复合钢板的焊接接头进行焊接工艺评定试验，结果表明，焊接后的复层铜与基层钢熔合良好。
【关键词】：复合材料；焊接技术
本文针对BFe30-l-l/Q345R复合材料的焊接接头进行研究。研究表明，BFe30-l-l/Q345R复合材料焊接基层采用J507（E5015）焊条，过渡处采用纯镍焊条，复合层采用ECu2NiB焊条。严格控制焊接工艺及BFe30-1-1材料的S，P，Pb等杂质的含量，BFe30-l-l/Q345R复合材料接头性能满足相应的技术要求。
1、焊接性分析
1.1 材料的化学成分
BFe30-l-l及Q345R的化学成分见表1和表2
1.2 焊接性
BFe30-1-1铜合金是以铜、镍为基的合金，由于含有较多的合金元素，与铅、铋等有害杂质在晶粒间可形成低熔点共晶体，从而易产生热裂纹，铅和铋的熔点很低（铅的熔点为327.4℃，铋的熔点为271℃），它们几乎不溶于铜，少量存在于铜液中就可形成低熔点共晶体Cu+Pb（熔点326℃）和Cu+Bi（熔点270℃），这些低熔点物质在结晶后期以液态形式分布于固态α铜晶粒边界，割断了晶粒之间的联系，使其高温强度降低，导致裂纹的产生，另外BFe30-1-1合金中含有约30%的Ni，Q345R及Ni基焊丝中都存在着P、S等杂质，镍与硫也能形成低熔点共晶，铜镍合金的收缩率较大，这些都增加了产生热裂纹的倾向。对于气孔主要是由氢引起的，每100g液态铜在1100℃时可溶解16cm3的氢气，在凝固冷却过程中，当600℃时，溶解量仅为0.3cm3。由于铜的导热性好，结晶速度快，氢往往来不及析出，而聚集于焊缝中形成气孔。
2、焊接工艺实验
2.1工艺特点和材料选择
BFe30-l-l/Q345R复合钢板是以Q345R为基层，通过爆炸焊接铁白铜BFe30-1-1制成复合板，首先焊接钢基层，即焊接Q345R，而后焊接过渡层，即焊接Q345R与BFe30-1-1复合连接部分，这部分是焊接复合材料的关键，最后焊接复合层BFe30-1-1。
本试验对于BFe30-l-l/Q345R复合钢板的对接接头的焊接，确定用焊条电弧焊，基层采用J507（E5015），而后用纯镍焊条ENi-1焊接复合层与基层的过渡处，最后用焊条ECuNiB焊接。
2.2 焊接工艺试验
2.2.1 坡口形式
试板坡口采用砂轮修磨，电动铣刀清理。坡口形式如图1所示。
2.2.2 Q345R的焊接工艺
焊前母材去油、去锈、去污，80～100℃预热，为保证焊接过程中的层间温度焊条使用前需经200～250℃烘培1～2h，80～100℃烘箱保温。采用短弧焊。
2.2.3 过渡层的焊接工艺
焊前坡口周围彻底去油、去污、去锈，仔细清理基层焊根，圆滑过渡，渗透探伤无缺陷后方可进行焊接。
2.2.4 复合层BFe30-l-l的焊接工艺
铜合金焊接极易出现缺陷，由于其自身在熔化状态下吸气能力特别强，在冷却过程中气体来不及溢出，易形成气孔。焊接过程中热应力大，低熔点共晶的出现容易造成裂纹。为防止这两种主要缺陷，焊接采用手工钨极氩弧焊，加强焊接区域的保护，防止有害气体的侵入。在条件允许的情况下，还可以加拖罩保护。焊接前，除了要做一些常规清理，还不允许毛刺和夹角的存在。层温应控制在100℃以下。
2.2.5 焊后检查
焊后渗透着色检验符合JB4730-2005Ⅰ级规定，X射线检查符合JB4730-2005Ⅱ级的规定。
3、宏观检查
用NEOPHOT21金相显微镜分别进行金相和宏观检验。焊件经机械抛光浸蚀后，宏观观察被检测焊件的焊缝、熔合区、热影响区，均未发现裂纹、孔穴、固体夹杂、未熔合等宏观缺陷，其低倍组织见图2。
结语：
对于BFe30-l-l/Q345R复合钢板的对接接头的焊接，可以采用基层使用J507（E5015），而后用纯镍焊条ENi-1焊接复合层与基层的过渡处，最后用焊条ECuNiB焊接的焊接工艺方法。
参考文献：
[1]中国机械工程学会焊接学会编.焊接手册（第二卷）.北京：机械工业出版社，1992.
[2]顾福明.换热器管子与复合管板的焊接工艺研究.焊接技术，2002（3）.
[3]浙江省机械工程学会焊接分会编.实用工程材料焊接手册.北京：机械工业出版社，2004.
[4]曹志明，顾福明.海水换热器BFe30-1-1的焊接工艺试验.焊接技术，2003（4）.
【关键词】：复合材料；焊接技术
本文针对BFe30-l-l/Q345R复合材料的焊接接头进行研究。研究表明，BFe30-l-l/Q345R复合材料焊接基层采用J507（E5015）焊条，过渡处采用纯镍焊条，复合层采用ECu2NiB焊条。严格控制焊接工艺及BFe30-1-1材料的S，P，Pb等杂质的含量，BFe30-l-l/Q345R复合材料接头性能满足相应的技术要求。
1、焊接性分析
1.1 材料的化学成分
BFe30-l-l及Q345R的化学成分见表1和表2
1.2 焊接性
BFe30-1-1铜合金是以铜、镍为基的合金，由于含有较多的合金元素，与铅、铋等有害杂质在晶粒间可形成低熔点共晶体，从而易产生热裂纹，铅和铋的熔点很低（铅的熔点为327.4℃，铋的熔点为271℃），它们几乎不溶于铜，少量存在于铜液中就可形成低熔点共晶体Cu+Pb（熔点326℃）和Cu+Bi（熔点270℃），这些低熔点物质在结晶后期以液态形式分布于固态α铜晶粒边界，割断了晶粒之间的联系，使其高温强度降低，导致裂纹的产生，另外BFe30-1-1合金中含有约30%的Ni，Q345R及Ni基焊丝中都存在着P、S等杂质，镍与硫也能形成低熔点共晶，铜镍合金的收缩率较大，这些都增加了产生热裂纹的倾向。对于气孔主要是由氢引起的，每100g液态铜在1100℃时可溶解16cm3的氢气，在凝固冷却过程中，当600℃时，溶解量仅为0.3cm3。由于铜的导热性好，结晶速度快，氢往往来不及析出，而聚集于焊缝中形成气孔。
2、焊接工艺实验
2.1工艺特点和材料选择
BFe30-l-l/Q345R复合钢板是以Q345R为基层，通过爆炸焊接铁白铜BFe30-1-1制成复合板，首先焊接钢基层，即焊接Q345R，而后焊接过渡层，即焊接Q345R与BFe30-1-1复合连接部分，这部分是焊接复合材料的关键，最后焊接复合层BFe30-1-1。
本试验对于BFe30-l-l/Q345R复合钢板的对接接头的焊接，确定用焊条电弧焊，基层采用J507（E5015），而后用纯镍焊条ENi-1焊接复合层与基层的过渡处，最后用焊条ECuNiB焊接。
2.2 焊接工艺试验
2.2.1 坡口形式
试板坡口采用砂轮修磨，电动铣刀清理。坡口形式如图1所示。
2.2.2 Q345R的焊接工艺
焊前母材去油、去锈、去污，80～100℃预热，为保证焊接过程中的层间温度焊条使用前需经200～250℃烘培1～2h，80～100℃烘箱保温。采用短弧焊。
2.2.3 过渡层的焊接工艺
焊前坡口周围彻底去油、去污、去锈，仔细清理基层焊根，圆滑过渡，渗透探伤无缺陷后方可进行焊接。
2.2.4 复合层BFe30-l-l的焊接工艺
铜合金焊接极易出现缺陷，由于其自身在熔化状态下吸气能力特别强，在冷却过程中气体来不及溢出，易形成气孔。焊接过程中热应力大，低熔点共晶的出现容易造成裂纹。为防止这两种主要缺陷，焊接采用手工钨极氩弧焊，加强焊接区域的保护，防止有害气体的侵入。在条件允许的情况下，还可以加拖罩保护。焊接前，除了要做一些常规清理，还不允许毛刺和夹角的存在。层温应控制在100℃以下。
2.2.5 焊后检查
焊后渗透着色检验符合JB4730-2005Ⅰ级规定，X射线检查符合JB4730-2005Ⅱ级的规定。
3、宏观检查
用NEOPHOT21金相显微镜分别进行金相和宏观检验。焊件经机械抛光浸蚀后，宏观观察被检测焊件的焊缝、熔合区、热影响区，均未发现裂纹、孔穴、固体夹杂、未熔合等宏观缺陷，其低倍组织见图2。
结语：
对于BFe30-l-l/Q345R复合钢板的对接接头的焊接，可以采用基层使用J507（E5015），而后用纯镍焊条ENi-1焊接复合层与基层的过渡处，最后用焊条ECuNiB焊接的焊接工艺方法。
参考文献：
[1]中国机械工程学会焊接学会编.焊接手册（第二卷）.北京：机械工业出版社，1992.
[2]顾福明.换热器管子与复合管板的焊接工艺研究.焊接技术，2002（3）.
[3]浙江省机械工程学会焊接分会编.实用工程材料焊接手册.北京：机械工业出版社，2004.
[4]曹志明，顾福明.海水换热器BFe30-1-1的焊接工艺试验.焊接技术，2003（4）.