[發(fā)明專利]鋼鐵材料相對于Ni基超合金的焊接方法及焊接接口

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180044015.2
• 申請日: 2011-09-13
• 公開（公告）號: CN103079743A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 大巖直貴;渡邊康介;根崎孝二
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社IHI
• 主分類號: B23K15/00
• 分類號: B23K15/00;B23K26/32;F02B39/00;B23K103/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李婷;楊楷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種借助焊接而相對于Ni基超合金接合作為異種金屬的低合金鋼等的鋼鐵材料時使用的鋼鐵材料相對于Ni基超合金的焊接方法及由該焊接方法所制作的焊接接口。

本申請基于2010年9月16日在日本提出申請的特愿2010-207977號主張優(yōu)先權(quán)，在此援引其內(nèi)容。

背景技術(shù)

以往，例如在汽車的增壓器的領(lǐng)域中，對于葉輪采用鉻鎳鐵合金（注冊商標）713C，對于心軸采用低合金鋼，并將它們借助電子束焊接來接合。

該焊接并不是另外使用焊接金屬的焊接，而是將作為葉輪的鉻鎳鐵合金713C和作為心軸的低合金鋼相互熔合的焊接。

近年來，與考慮到環(huán)境而實現(xiàn)排氣的高溫化相對應(yīng)，對于葉輪采用了熔點更高（耐熱性優(yōu)良）的Mar-M（注冊商標）材料這樣的Ni基超合金（例如參照非專利文獻1）。

非專利文獻1：日本燃氣輪機學(xué)會雜志Vol.33?No.4（2005）pp3-10

但是，在借助電子束焊接將上述的由耐熱性優(yōu)良的Ni基超合金形成的葉輪和由低合金鋼形成的心軸接合時，有可能在將兩者熔合而成的金屬與Ni基超合金的邊界處產(chǎn)生因熔點顯著不同而導(dǎo)致的高溫裂紋（邊界裂紋），解決該問題成為以往以來的課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明著眼于上述的以往的課題而提出，其目的在于提供一種鋼鐵材料相對于Ni基超合金的焊接方法及焊接接口，在借助焊接將作為異種金屬的鋼鐵材料與Mar-M材料這樣的Ni基超合金接合時，在將兩者熔合而成的金屬與Ni基超合金的邊界處能夠得到?jīng)]有裂紋的健全的焊接接口。

本發(fā)明的第一發(fā)明是一種鋼鐵材料相對于Ni基超合金的的焊接方法，構(gòu)成為，在將至少含有IN100、Mar-M246、Mar-M247的任意的Ni基超合金和作為與該Ni基超合金不同的異種金屬的低合金鋼等的鋼鐵材料在各自的邊界部處借助焊接而相互熔合接合時，令在上述Ni基超合金和上述鋼鐵材料的邊界部處相互熔合而成的焊接金屬的混合比為0.5～0.8。

此外，使Ni基超合金和鋼鐵材料熔合而成的焊接金屬的混合比是指在該焊接金屬中Ni基超合金所占的比例，是重量比。

即，混合比=Ni基超合金/（Ni基超合金+鋼鐵材料）。

在此，如果將焊接束的對準位置設(shè)定為Ni基超合金和鋼鐵材料的邊界，則當然，使Ni基超合金和鋼鐵材料熔合而成的焊接金屬的混合比大致為0.5。能夠根據(jù)焊接的各個條件而改變焊接束的對準位置或焊接深度從而控制該混合比。

如上所述，若將Ni基超合金和鋼鐵材料熔合而成的焊接金屬的混合比控制在0.5左右，則能夠提高焊接接口的強度的Ni基超合金的種類很大程度地受到限定。

此時，若將上述混合比控制在0.6左右，則能夠提高焊接接口的強度的Ni基超合金的種類增加，所以是優(yōu)選的，若將上述混合比控制在0.7左右，則大半部分的Ni基超合金都能夠提高焊接接口的強度，所以是更加優(yōu)選的。

因此，在本發(fā)明的第二發(fā)明的鋼鐵材料相對于Ni基超合金的焊接方法中，構(gòu)成為，令在上述Ni基超合金和上述鋼鐵材料的邊界部處相互熔合而成的焊接金屬的混合比為0.6～0.8。并且，在本發(fā)明的第三發(fā)明的鋼鐵材料相對于Ni基超合金的焊接方法中，構(gòu)成為，令在上述Ni基超合金和上述鋼鐵材料的邊界部處相互熔合而成的焊接金屬的混合比為0.7～0.8。

并且，在本發(fā)明的第四發(fā)明的鋼鐵材料相對于Ni基超合金的焊接方法中，使上述Ni基超合金和上述鋼鐵材料在各自的邊界部處借助電子束焊接或激光焊接而相互熔合而接合。在這種情況下，在電子束焊接及激光焊接中的任意的焊接中，優(yōu)選焊接束直徑為0.1～0.8mm。

另一方面，本發(fā)明的第五發(fā)明的焊接接口是借助上述任意一項的鋼鐵材料相對于Ni基超合金的焊接方法而形成的。

在本發(fā)明的鋼鐵材料相對于Ni基超合金的焊接方法中，在Ni基超合金和鋼鐵材料的邊界部，通過例如改變焊接束的對準位置而能夠適當?shù)乜刂茖i基超合金和作為異種金屬的鋼鐵材料熔合而成的焊接金屬的成分。因此，能夠?qū)⒃撊酆隙傻慕饘俚娜埸c和Ni基超合金的熔點的差抑制得小，其結(jié)果，在將作為異種金屬的鋼鐵材料相對于IN100這樣的添加元素多的Ni基超合金借助焊接而接合時，能夠得到?jīng)]有邊界裂紋的健全的焊接接口。

發(fā)明效果