[發明專利]一種用于6mm以下厚度鈦合金氣體保護焊的活性焊劑

有效

• 申請號: 201611111288.5
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106624458B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 袁鴻;余槐;張國棟;王金雪
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京航空材料研究院
• 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: 陳宏林

本發明是一種用于6mm以下厚度鈦合金氣體保護焊的活性焊劑，所述6mm是指待焊件的厚度，所述氣體保護焊包括氬弧焊、激光焊、潛弧焊，該活性焊劑的化學成分及重量百分比為：MgF₂：25～30，CaF₂：16～22，SrF₂：8～12，余量為NaF。該種活性焊劑的制備的過程是：將活性焊劑的各組分按配比經物理混合后，在1450℃高溫下熔煉，然后將熔煉后得到的化合物經機械粉碎至粒度小于0.063mm，得到活性焊劑。使用本發明的活性焊劑能夠起到壓縮焊接電弧、增強電弧穿透力、增大焊接熔深、改善電弧工藝特征和焊縫形貌、減小焊接熱輸入、細化焊縫和熱影響區晶粒、消除焊縫氣孔缺陷的作用。

技術領域

本發明是一種用于6mm以下厚度鈦合金氣體保護焊的活性焊劑，屬于焊接技術領域，該種活性焊劑能夠改善焊接工藝特性和工藝質量以及接頭綜合力學性能。

背景技術

鈦合金在我國國民經濟的各個領域的應用越來越廣泛，比如大型運輸機、大型艦船、轟炸機、兵器等結構等均大量采用鈦合金焊接結構。由于鈦及鈦合金獨特的物理和化學特點導致鈦合金焊接存在一系列的困難。比如在250℃以上與H、O、N原子的強烈反應會使得焊縫中出現氣孔、夾渣、脆變等缺陷，甚至對焊縫及熱影響區的組織轉變過程都有影響。因此，采用熔化焊時，過量的焊接熱輸入作用形成了寬的焊縫和熱影響區并導致焊縫及熱影響區的晶粒過分長大，很容易出現焊接接頭脆化現象。另外，相當多焊接結構接頭厚度達到3mm以上，必將采用多層手焊工藝。多層焊的主要缺點是：效率低；近縫區過度加熱，并因氣體保護效果差而導致焊縫氣孔；及可能出現用X射線探傷無法發現的層間不熔合。再者，過量的熱輸入和寬的接頭熱影響區顯然不利于接頭具有優良的綜合性能，尤其是接頭的疲勞性能會下降。

發明內容

本發明正是針對上述現有技術中存在的不足而設計提供了一種用于6mm以下厚度鈦合金氣體保護焊的活性焊劑，其目的是起到壓縮焊接電弧、增強電弧穿透力，增大焊接熔深，改善電弧工藝特征和焊縫形貌，減小焊接熱輸入，細化焊縫和熱影響區晶粒，消除焊縫氣孔缺陷等目的。

本發明的目的是通過以下措施來實現的：

該種用于6mm以下厚度鈦合金氣體保護焊的活性焊劑，所述6mm是指待焊件的厚度，所述氣體保護焊包括氬弧焊、激光焊、潛弧焊。其特征在于：該活性焊劑的化學成分及重量百分比為：MgF₂：25～30，CaF₂：16～22，SrF₂：8～12，余量為NaF。

該種活性焊劑的制備的過程是：將活性焊劑的各組分按配比經物理混合后，在1450℃高溫下熔煉，然后將熔煉后得到的化合物經機械粉碎至粒度小于0.063mm，得到活性焊劑。

使用時，將活性焊劑以酒精或丙酮作為溶劑，形成懸浮混合物，將懸浮混合物涂到待焊區域，使用量為0.236mg/mm²～0.314mg/mm²。

常規氣體保護焊工藝存在焊縫氣孔傾向嚴重、焊接熱輸入大的缺點，尤其是針對3mm厚度以上的鈦合金焊接時需開坡口、連續施焊2～4層以上，由此帶來的過量焊接熱輸入導致焊縫和熱影響區寬度增加，接頭塑性、韌性和抗疲勞性能明顯降低。使用本發明的活性焊劑能夠起到壓縮焊接電弧、增強電弧穿透力、增大焊接熔深、改善電弧工藝特征和焊縫形貌、減小焊接熱輸入、細化焊縫和熱影響區晶粒、消除焊縫氣孔缺陷的作用。

附圖說明

圖1為焊接電弧的對比圖，其中，a為無活性焊劑的電弧形狀照片，b為使用活性焊劑的電弧形狀照片

圖2為焊接焊縫橫截面形貌對比圖，其中，c為無活性焊劑的焊縫橫截面形貌照片，d為使用活性焊劑的焊縫橫截面形貌照片

圖3為焊縫表面的成形對比圖，其中，e為無活性焊劑的焊縫正面照片，f為使用活性焊劑的焊縫正面照片

具體實施方式