异种金属的焊接方法及其制品和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及焊接领域。
【背景技术】
[0002] 在焊接领域中，对于两种不同金属之间的焊接连接一般需要使用焊料，这是由于 异种金属本身的物理性能差异所致。例如铜和铁，铜的熔点为1000°c左右，铁的熔点为 1500°C左右。
[0003]目前的铜铁焊接一般是通过银焊料火焰钎焊。采用火焰钎焊时，铜材和铁材不熔 融，通过火焰对银焊料进行加热熔融来填充铜材和铁材间的间隙并与铜材和铁材互相渗 透，形成焊料中的铜原子同时向铜侧和铁侧渗透形成部分固溶体，冷却后铜材和铁材被焊 接在一起。该焊接时焊接温度高于焊料熔融温度，而低于铜和铁的熔融温度。但是，这种焊 接有大量的C02产生，不环保，而且由于增加了焊料，使材料成本上升。
[0004] 为解决上述问题，有人采用直接将铜材和铁材两者加热至熔融，结合形成固溶体 和互溶体的混合物，Cu在Fe中的固溶量3% -11%，Fe在Cu中的固溶量4.5%以下，形成 的结晶体强度确实很高，但由于长时间后Fe会从Cu的固溶体中中析出，具有微裂纹倾向， 脆性也较大，所以往往需要加入第三者金属，与该铜材和铁材均会形成固溶体，从而大大减 少脆性，提高抗疲劳性。而且，采用直接将铜材和铁材两者加热至熔融，需要进行精确的热 量分配，焊接工艺的要求较高，容易出现过烧现象。
【发明内容】
[0005] 为解决上述问题，本发明的目的是提供一种异种金属的焊接方法，其在保证一定 焊接强度的前提下降低产品的脆性，提高焊道的力学性能，且焊接工艺简单易行。
[0006] 本发明的目的是这样实现的：一种异种金属的焊接方法，包括待焊接的高熔点材 料和低熔点材料，其特征在于：所述的高熔点材料和低熔点材料相互搭接或套接形成焊 缝，采用电弧焊接、电子束焊接、激光焊接或高频焊，焊接温度低于高熔点材料熔融温度且 高于低熔点材料熔融温度，低熔点材料熔融作为焊料将焊缝密封，冷却后形成的焊道宽度 L>L5mm〇
[0007] 所述的高熔点材料和低熔点材料为板材，相互搭接形成焊缝，且搭接宽度 多1. 5mm;或者，高熔点材料和低熔点材料为管材，且低熔点材料套接于高熔点材料外形成 焊缝，且套接深度彡1.5mm。
[0008] 所述的低熔点材料待焊接位置的边缘熔融冷却形成斜面，该斜面高度h多低熔点 材料待焊接位置的厚度t，焊道宽度L多h。
[0009] 所述的焊缝处设有第三者金属，焊接时该第三者金属与低熔点材料熔融形成混合 物。
[0010] 所述的高熔点材料为铁或不锈钢，低熔点材料为铜或铜合金。
[0011] 所述焊接时，高熔点材料和低熔点材料为板材时，低熔点材料搭接于高熔点材料 上方，搭接后水平放置或按低熔点材料到高熔点材料的方向使板材平面倾斜向上且与水平 线的夹角a为0° <a<90°，当电弧焊、电子束焊接或激光焊时，焊枪喷嘴的中轴线与 搭接后高熔点材料平面的夹角0为5°?90° ;所述焊接时，高熔点材料和低熔点材料为 管材时，低熔点材料套接于高熔点材料外部，套接后管材水平放置或者按低熔点材料到高 熔点材料的方向使管材倾斜向上且中轴线与水平线的夹角为a为0° <a<90°，当电 弧焊、电子束焊接或激光焊时，焊枪喷嘴的中轴线与套接后高熔点材料中轴线的夹角0为 5。?90° 〇
[0012] 所述的电弧焊、电子束焊接或激光焊时，当高熔点材料和低熔点材料为板材，焊枪 与焊缝相对移动，逐点熔融形成焊道；或者，当高熔点材料和低熔点材料为管材，采用一把 焊枪焊接时，焊枪与焊缝相对移动大于360°，逐点熔融形成焊道；或者，当高熔点材料和 低熔点材料为管材，采用n把焊枪焊接时，每把焊枪与焊缝相对移动大于360° /n。
[0013] 所述的焊接时，焊缝的相对于受热侧的另一侧有保护气氛或还原气氛保护；或者， 焊缝的受热侧和相对的另一侧均有保护气氛或还原气氛保护。
[0014] 由上述方法制得的异种金属板或异种金属管。
[0015] 所述的异种金属板或异种金属管应用于空调器、压缩机、截止阀或换向阀的制备。
[0016] 本发明采用电弧焊接、电子束焊接、激光焊接或高频焊等焊接工艺对异种金属进 行焊接，直接以熔融的低熔点材料作为焊料密封焊缝并形成一定宽度的焊道，使熔融的低 熔点材料在一定面积范围内与高熔点材料相互渗透形成固溶体，由于焊接过程中铁的温度 较低，原子运动力小，而铜被熔融形成液态，原子运动力大，高温的铜向低温的铁渗透，从而 控制了高熔点金属向低熔点金属的渗透量，尽可能避免了微裂纹的产生，此时即使某点的 结合强度比两者共熔形成混合晶体的强度稍低，但整体强度仍足以满足使用要求，而且更 重要的是焊道脆性下降，力学性能提高，另外焊接时对焊接工艺要求不高，更易控制。
【附图说明】
[0017] 图1是本发明的实施例1制品的剖面图；
[0018] 图2是本发明的实施例1的生产原理示意图；
[0019] 图3是本发明的实施例2制品的剖面图；
[0020] 图4是本发明的实施例2生产原理示意图。
【具体实施方式】
[0021] 本发明是一种异种金属的焊接方法，包括待焊接的高熔点材料和低熔点材料。
[0022] 高熔点材料和低熔点材料相互搭接或套接形成焊缝（即高熔点材料和低熔点材 料重叠的区域）。例如，高熔点材料和低熔点材料为板材，可以相互搭接形成焊缝，较好的， 搭接宽度多1. 5mm;或者，高熔点材料和低熔点材料为管材，则低熔点材料应套接于高熔点 材料外形成焊缝，较好的，套接深度多1.5mm。目前需要焊接的异种金属中较为常见的高熔 点材料为铁或不锈钢，低熔点材料为铜或铜合金。
[0023] 焊接不能采用火焰焊，应采用电弧焊接（例如为氩弧焊、等离子焊或准离子焊 等）、电子束焊接、激光焊接或高频焊，焊接温度低于高熔点材料熔融温度且高于低熔点材 料熔融温度，低熔点材料熔融作为焊料将焊缝密封，冷却后形成的焊道宽度多1. 5_，从而 焊接形成包含异种金属的部件。当低熔点材料待焊接位置的边缘熔融冷却后会形成一个斜 面，优选的，该斜面高度h多低熔点材料待焊接位置的厚度t，焊道宽度L多h。当低熔点材 料熔融并填充焊缝时焊道宽度L将大于h。
[0024] 为了提高焊道的强度和力学性能，还可在焊缝处设有第三者金属如镍（例如附着 有第三种金属层，该第三种金属层设在低熔点材料上；或者，焊接采用焊料）。焊接时该第 三者金属与低熔点材料熔融形成混合物，共同向高熔点材料渗透形成固溶体。
[0025] 优选的，在焊接过程中，当高熔点材料和低熔点材料为板材时，低熔点材料搭接于 高熔点材料上方，搭接后可以水平放置进行焊接，或者，按低熔点材料到高熔点材料的方向 使板材平面倾斜向上且与水平线的夹角a为0° <a<90°放置；当采用电弧焊、电子束 焊接或激光焊等有焊枪的焊接工艺时，焊枪喷嘴的中轴线与搭接后高熔点材料平面的夹角 0为5°?90°。优选的，当高熔点材料和低熔点材料为管材时，低熔点材料套接于高熔点 材料外部，套接后管材可以水平放置进行焊接，或者，按低熔点材料到高熔点材料的方向使 管材倾斜向上且中轴线与水平线的夹角为a