[發明專利]一種提高鉬及鉬合金熔焊焊縫強韌性的微合金化方法

有效

• 申請號: 201710283455.2
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN107009025B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 張林杰;白清林;裴俊宇;寧杰;楊健楠;孫院軍;安耿;朱琦;李思功;龔星;李銳;任啟森;劉彤
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/348;B23K26/60;B23K10/02;B23K15/00;B23K9/16;B23K9/235;B23K37/00
• 代理公司: 61200 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 陸萬壽

本發明公開了一種提高鉬及鉬合金熔焊焊縫強韌性的微合金化方法，包括以下步驟：1)對待焊接工件上的待焊區域表面預處理，其中，待焊接工件的材質為鉬或鉬合金；2)在待焊接工件的接合處填充鈦層；3)將待焊接工件放置到惰性氣體保護氣氛中或真空環境中，并對待焊接工件的焊接區域進行預熱；4)完成待焊接工件的焊接，再對焊接后工件的焊縫區域進行保溫，然后冷卻至室溫，完成對工件熔焊焊縫的微合金化，該方法能夠消除雜質元素在晶界處偏析的問題，鉬及鉬合金熔焊焊縫的強韌性得到顯著改善。

技術領域

本發明屬于焊接技術領域，涉及一種提高鉬及鉬合金熔焊焊縫強韌性的微合金化方法。

背景技術

鉬，熔點高達2610℃，中子吸收截面小，熱膨脹系數低，熱傳導性能優異，高溫力學性能好，可加工性好，當溫度低于500℃時，鉬在空氣或水中有良好的穩定性。上述優點使得鉬在冶金、航空、航天、核能、軍事等領域有著重要應用。然而，鉬及鉬合金本質上是硬脆材料，焊接性極差。由于鉬的熔點太高，一般須采用粉末冶金的方式加工制備，材料含氣量較高；同時，鉬在高溫下對O、N、C等雜質十分敏感，特別是在熔化焊熔池凝固時，O、N、C等雜質元素易在晶界處偏析，使晶界弱化，焊縫的結合強度極差。上述問題嚴重制約了鉬及鉬合金在結構材料領域的應用。

發明內容

本發明的目的在于解決鉬及鉬合金焊接中面臨的問題，提供了一種提高鉬及鉬合金熔焊焊縫強韌性的微合金化方法，該方法能夠消除雜質元素在晶界處偏析的問題，鉬及鉬合金熔焊焊縫的結合強度較好。

為達到上述目的，本發明所述的提高鉬及鉬合金熔焊焊縫強韌性的微合金化方法包括以下步驟：

1)對待焊接工件上的待焊區域表面預處理，其中，待焊接工件的材質為鉬或鉬合金；

2)在待焊接工件的接合處填充鈦層；

3)將待焊接工件放置到惰性氣體保護氣氛中或真空環境中，并對待焊接工件的焊接區域進行預熱；

4)完成待焊接工件的焊接，再對焊接后工件的焊縫區域進行保溫，然后冷卻至室溫，完成對工件熔焊焊縫的微合金化。

步驟1)中對待焊接工件上的待焊區域表面預處理的具體操作為：打磨待焊接工件的焊接區域，再對待焊接工件的焊接區域進行堿洗，然后再用清水進行沖洗，再將待焊接工件的焊接區域浸泡于丙酮中進行超聲清洗，最后再將待焊接共建的焊接區域吹干。

步驟4)中通過激光焊、激光電弧復合焊、電子束焊、等離子束焊或氬弧焊完成待焊接工件的焊接。

待焊接工件的材質為鉬、鉬鎢合金、鉬錸合金、TZM合金、合金元素含量不超過2wt％的鉬合金或第二相摻雜物含量不超過2wt％的鉬合金。

工件的焊縫形式為對接焊縫或角接焊縫，其中，焊接前工件的裝配間隙小于0.02mm。

焊后焊縫金屬中所摻入的鈦元素的質量百分比為0.8％。

鈦層中鈦的純度大于等于99.99％。

步驟2)中在待焊接工件的接合處填充鈦層的方法為直接填充箔材、濺射鍍膜、電鍍、冷噴涂或激光熔覆。

步驟3)中預熱的預熱溫度為450℃-550℃。

步驟3)中將待焊接工件放置到純度大于等于99.999％的氬氣中或真空度大于等于10^-1Pa的真空環境中。

本發明具有以下有益效果：