[發明專利]一種用于高溫合金熔焊的活性焊劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201010299438.6
• 申請日: 2010-10-08
• 公開（公告）號: CN101947703A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 張連鋒;李曉紅;趙海濤;杜欲曉;王西昌
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京航空制造工程研究所
• 主分類號: B23K35/362
• 分類號: B23K35/362
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 梁瑞林

技術領域

本發明屬于焊接技術，涉及一種用于高溫合金熔焊的活性焊劑及其制備方法。

背景技術

目前常用的高溫合金材料(GH4169、GH536等)薄板多采用非熔化極惰性氣體保護熔焊焊接；而高溫合金材料厚板則多采用電子束熔焊焊接。采用傳統的非熔化極惰性氣體保護熔焊方法焊接高溫合金時，需要較大的焊接熱輸入，從而造成焊接熱裂紋率高，焊接應力變形大。為了減少焊接熱裂紋率和應力變形，傳統的工藝需要采用輔助冷卻工裝減少焊接區熱量。然而在減少焊接熱裂紋率和應力變形的同時，也降低了焊接熔深，縮小了適用范圍，同時大大增加了焊接成本。電子束焊接方法焊接高溫合金材料時，不可避免地會出現焊縫背面咬邊等缺陷。目前多采用焊縫背面加工藝墊板的方式將焊縫背面咬邊等缺陷轉移至墊板上，焊后需要通過機械加工將工藝墊板去除，這樣做不僅增加了生產工序，降低了生產效率，同時也提高了生產成本。

發明內容

本發明的目的是：提出一種用于高溫合金熔焊的活性焊劑及其制備方法，以便在采用非熔化極惰性氣體保護焊焊接高溫合金薄板時，有效地減小焊接熱輸入，從而降低高溫合金材料焊接熱裂紋率和焊接變形，減少焊接成本；在采用電子束焊接方法焊接高溫合金材料時，克服焊縫咬邊缺陷，提高焊縫質量，降低焊接成本。

本發明的技術方案是：一種用于高溫合金熔焊的活性焊劑，其特征在于，活性焊劑由下述四種金屬氧化物混合物組成，各組分的重量百分比為：AlF₃：10～40％；Cr₂O₃：10～30％；Nb₂O₅：5～20％；TiO₂：余量。

如上面所述的用于高溫合金熔焊的活性焊劑的制備方法，其特征在于，首先，按配方分別稱取四種金屬氧化物的分析純試劑，然后將四種金屬氧化物放入球磨機中混合球磨不少于0.5h，最后，從球磨機中取出四種金屬氧化物的混合物后用200目篩子過篩即可。

本發明的優點是：采用非熔化極惰性氣體保護熔焊焊接方法焊接薄壁高溫合金結構時，在保證焊接質量的前提下，可使焊接熱輸入減小20～50％，同時減小焊接變形，大大降低了高溫合金材料焊接熱裂紋率。采用電子束焊接方法焊接厚壁高溫合金結構時，可明顯改善焊縫成形質量，克服焊縫咬邊缺陷，簡化了焊接工藝，提高了焊縫質量。試驗證明，采用本發明后，焊接成本下降30％以上。

具體實施方式

下面對本發明做進一步詳細說明。一種用于高溫合金熔焊的活性焊劑，其特征在于，活性焊劑由下述四種金屬氧化物混合物組成，各組分的重量百分比為：AlF₃：10～40％；Cr₂O₃：10～30％；Nb₂O₅：5～20％；TiO₂：余量。

如上面所述的用于高溫合金熔焊的活性焊劑的制備方法，其特征在于，首先，按配方分別稱取四種金屬氧化物的分析純試劑，然后將四種金屬氧化物放入球磨機中混合球磨不少于0.5h，最后，從球磨機中取出四種金屬氧化物的混合物后用200目篩子過篩即可。

本發明的工作原理是：高溫合金活性焊劑焊接過程中，由于活性焊劑的作用，熔池液態金屬的流動性增強，熔池表面變形增大，使熔池中心形成較大的溫度低谷和溫度梯度，從而增強了表面張力對熔池流動的作用，并最終導致熔池產生了垂直方向的對流，更多的熱量被帶到熔池底部，增加了焊縫熔深，從而可以采用更少的焊劑熱輸入焊接相同規格零件時。

本發明的使用方法是：用丙酮或無水乙醇作為溶劑，與高溫合金活性焊劑在玻璃燒杯中按體積比約1∶1混合并攪拌均勻，在裝夾好的試件待焊處上表面(活性焊劑只刷涂在焊接位置的上表面)用毛刷蘸溶液進行刷涂，焊劑層的厚度以能良好地覆蓋住材料表面為宜(當材料厚度較大時，要適當加大活性焊劑涂層的厚度)，焊劑層的寬度約為10mm，溶劑揮發后即可沿焊劑層進行焊接，焊接方法與常規TIG焊的完全相同。

實施例1：