[发明专利]Ni基-药芯焊丝及制备铜-钢基梯度复合材料的方法

权利要求书

1.一种Ni基-药芯焊丝，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：Ni粉：86%~90%， Mn粉：3%~5%，Si粉：6%~7%，Cu粉：余量，以上组分质量百分比之和为100%；

所述焊皮为纯铜带，药芯焊丝中药芯粉末的填充率为22wt%-25wt%。

2.一种基于权利要求1所述的一种Ni基-药芯焊丝作为过渡层制备铜-钢基梯度复合材料的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1：按质量百分比分别称取：Ni粉：86%~90%，Mn粉：3%~5%，Si粉：6%~7%，Cu粉：余量，以上组分质量百分比之和为100%；

将上述称取好的金属粉末作为药芯，以纯铜带作为焊皮，通过焊丝成型机制成所需的Ni基-药芯焊丝；

步骤2：将低碳钢焊丝、纯铜焊丝和步骤1所制备的用于过渡层的Ni基-药芯焊丝分别进行表面处理：清洗-烘干；

步骤3：将碳钢板表面进行机械清理，放入超声波仪器中进行无水乙醇清洗，晾干后放入真空箱式加热炉中进行预热处理；

步骤4：利用熔化极气体保护焊技术，在低碳钢板表面进行逐层堆焊：首先基于低碳钢焊丝堆焊钢层，然后基于Ni基-药芯焊丝堆焊梯度过渡层，最后基于纯铜焊丝堆焊铜层，最终得到铜-钢基梯度复合的薄壁墙体结构。

3.根据权利要求2所述的一种基于Ni基-药芯焊丝作为过渡层制备铜-钢基梯度复合材料的方法，其特征在于，步骤2中，低碳钢焊丝为：CHW50-C6焊丝；纯铜焊丝为：S201焊丝。

4.根据权利要求2所述的一种基于Ni基-药芯焊丝作为过渡层制备铜-钢基梯度复合材料的方法，其特征在于，步骤2中，将低碳钢焊丝、纯铜焊丝及Ni基-药芯焊丝分别进行的表面处理为：使用无水乙醇对焊丝表面进行擦拭，然后在40℃~60℃条件下烘干。

5.根据权利要求2所述的一种基于Ni基-药芯焊丝作为过渡层制备铜-钢基梯度复合材料的方法，其特征在于，步骤3中，低碳钢板为：Q235钢板，超声波清洗时间为：15min~30min，预热温度为：200℃~300℃。

6.根据权利要求2所述的一种基于Ni基-药芯焊丝作为过渡层制备铜-钢基梯度复合材料的方法，其特征在于，步骤4中，钢侧焊接工艺具体参数为：焊接电流：220A~225A、焊接电压：21V~22V、摆幅宽度：3.2mm~3.4mm、摆弧频率：4.5-5 Hz、保护气体：体积分数为90%Ar+体积分数为10%CO₂的混合气体，以上组分体积百分比之和为100%；过渡层焊接工艺具体参数为：焊接电流：220A~235A、焊接电压：23V~24V、摆幅宽度：3mm、摆弧频率：3.8 Hz、保护气体：体积分数为99.99%的Ar气；铜侧焊接工艺具体参数为：焊接电流：210A~250A、焊接电压：25V~26V、摆幅宽度：2.8mm~3.0mm、摆弧频率：3.5-4 Hz、保护气体：体积分数为99.99%的Ar气。

7.根据权利要求2所述的一种基于Ni基-药芯焊丝作为过渡层制备铜-钢基梯度复合材料的方法，其特征在于，步骤4中，钢侧和过渡层的焊丝伸出长度：15mm，铜侧的焊丝伸出长度：11mm，钢侧和过渡层的层间冷却温度：120℃~160℃，铜侧的层间冷却温度：80℃~100℃。