[發明專利]一種異種金屬焊接中間層的制備方法

無效

• 申請號: 200910018267.2
• 申請日: 2009-09-05
• 公開（公告）號: CN101643899A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 李相波;黃國勝;李海濤
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: C23C24/04
• 分類號: C23C24/04;B23K37/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務所
• 代理人: 于正河

技術領域：

本發明屬于金屬材料焊接技術領域，涉及船舶材料加工技術場合中的一種異種金屬材料焊接中間層的制備方法，特別涉及鈦、銅、鋁等輕合金中間涂層材料的冷噴涂制備方法。

背景技術：

鈦、銅、鋁等有色金屬合金由于重量輕、比強度高、耐腐蝕性能好、無磁性、成形性好及低溫性能好等特點而被廣泛地應用于各種焊接結構產品中。目前最常用的焊接方法是手工焊(MMA)，其次是金屬極氣體保護焊(MIG/MAG)和鎢極惰性氣體保護焊(TIG)。異種金屬之間有時采用直接焊接，有時采用添加中間層的方式來改進焊接接頭的性能，但對于輕合金材料的焊接來說目前存在以下幾個技術缺陷：①焊接接頭軟化嚴重，強度系數低，這也是阻礙輕合金應用的最大障礙；②輕合金表面易產生難熔的氧化膜(如A1203其熔點為2060℃)，這就需要采用大功率密度的焊接工藝；③輕合金焊接容易產生氣孔；④輕合金焊接易產生熱裂紋。不少專利文章也提出了目前焊接方法所存在的問題。

發明專利(200810064272.2)鋁鋼異種金屬預涂層連接方法中公開了一種鋁鋼異種金屬的連接方法。該發明解決了現有的MIG熔-釬焊方法受限于鋁基釬料與鋼板之間的潤濕性致使釬料在鋼板上鋪展性能欠佳，焊縫成形差的問題。用丙酮擦拭鋼板與鋁板的表面，用刷子將混合粉末與黏結劑拌和的膏狀體刷涂在鋼板表面上，待鋼板表面干燥后，將鋼板與鋁板組成鋁板在上、鋼板在下的搭接接頭，利用MIG焊機通過熔化鋁板，同時保持鋼板為固態，在鋼板一側形成自釬釬焊連接，而在鋁板側形成熔化焊連接來對搭接接頭進行焊接。該發明提高了鋁基釬料在其上的鋪展性能，最后可以獲得成形美觀，力學性能優異，強度可靠的鋁鋼異種金屬接頭，接頭的拉伸強度可以達到鋁母材的80％以上。它由以下步驟完成：一、用丙酮擦拭鋼板與鋁板的表面；二、用刷子將混合粉末與黏結劑拌和的膏狀體刷在鋼板表面上形成涂層；三、待鋼板表面干燥后，將鋼板與鋁板組成鋁板在上、鋼板在下的搭接接頭，其中鋼板上刷涂涂層的表面與鋁板接觸；四、利用MIG焊機通過熔化鋁板，同時保持鋼板為固態，在鋼板一側形成自釬釬焊連接，而在鋁板側形成熔化焊連接來對搭接接頭進行焊接。

發明專利(200510096434.7)：鎂合金與鈦合金擴散焊接方法中公開了一種鎂合金與鈦合金擴散焊接方法，包括下述步驟：根據鎂合金與鈦合金的特性，選擇Al箔作為鎂合金與鈦合金的焊接中間層，并清潔處理鎂合金與鈦合金的焊接面以及Al箔中間層；將Al箔中間層置于鎂合金與鈦合金之間，并放置于真空擴散焊爐內上壓頭和下壓頭之間，在壓頭與鎂合金、壓頭與鈦合金之間放置阻焊層，施加預壓力壓實；對擴散焊爐抽真空，當真空度優于4.0*10^-3Pa時，加熱到200℃并保溫5～10min，充入氬氣，當真空室壓力達到100～220Pa時，關閉充氣閥。繼續升溫至450～495℃，并保溫60～180min，并在450～495℃保溫過程前30min施加0.3～1MPa軸向壓力，之后完全卸壓，達到保溫時間后隨爐冷卻。這種使用Al箔中間層的擴散焊接方法，可實現鈦合金與鎂合金的焊接。但是焊接工藝非常復雜，并且中間鋁箔的過渡層對鎂鈦合金的之間連接性能影響很大。

《焊接學報》2005.26(7)：5～8-鎂鋁異種材料TIG焊接接頭擴散行為分析中表明鎂鋁直接焊接時，鎂與鋁之間有明顯的界面，鎂元素向鋁母材中進行大量擴散形成擴散層，鋁元素向鎂母材中的擴散很少，這種擴散層很容易發生斷裂。如果采用鍍錫焊接，采用熔焊-釬焊連接方法，中間過渡金屬錫與母材之間形成了一個成分、組織和性能均不相同的過渡區，該區對接頭性能有著較大的影響，錫過渡層對鎂與鋁的直接接觸起到了一定得阻礙作用。

發明內容：