[發(fā)明專利]一種激光點(diǎn)焊-真空釬焊復(fù)合焊接高氮鋼的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811195501.4
• 申請(qǐng)日: 2018-10-15
• 公開（公告）號(hào): CN109128545A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王星星;李帥;杜全斌;韓爽;彭進(jìn);石磊;張洪兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北水利水電大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K28/02
• 分類號(hào): B23K28/02;B23K26/22;B23K1/00;B23K35/40
• 代理公司: 鄭州異開專利事務(wù)所(普通合伙) 41114
• 代理人: 劉一曉;王霞

本發(fā)明公開了一種激光點(diǎn)焊?真空釬焊復(fù)合焊接高氮鋼的方法，包括如下步驟：第一步，對(duì)待焊件的待焊面進(jìn)行預(yù)處理，之后采用激光點(diǎn)焊方式進(jìn)行點(diǎn)焊固定，所述激光點(diǎn)焊的工藝參數(shù)如下：激光功率為400?500W，透鏡焦距為φ50×100?φ50×120mm，出光頻率為10?15Hz，焊接速度為5?8mm/s，點(diǎn)焊總時(shí)間為120?180ms；第二步，將釬料膏涂覆在待焊件的待焊面上，然后采用真空釬焊工藝對(duì)除了第一步激光點(diǎn)焊以外的位置進(jìn)行分側(cè)焊接，真空釬焊的工藝參數(shù)如下：真空腔單元的真空度為10?6?10?4Pa，溫度高于釬料膏熔化溫度50?100℃。本發(fā)明焊接時(shí)高氮鋼母材幾乎不熔化，氮元素不流失，不易產(chǎn)生氣孔，釬焊接頭的力學(xué)性能較強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高氮鋼焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種激光點(diǎn)焊-真空釬焊復(fù)合焊接高氮鋼的方法。

背景技術(shù)

高氮鋼具有耐腐蝕、耐氧化、耐磨損以及力學(xué)性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，是航空、船舶及兵器等裝備制造的重要材料之一，而高氮鋼焊接技術(shù)則是決定其應(yīng)用范疇的重要工藝環(huán)節(jié)。目前，高氮鋼焊接技術(shù)主要以摩擦焊、攪拌摩擦焊、TIG焊、MIG焊、爆炸焊、氣保焊、激光及其復(fù)合焊等為主，然而，由于焊接時(shí)溫度較高，且高氮鋼自身氮含量較高，焊接過(guò)程中常會(huì)出現(xiàn)母材氮析出引起的焊接氣孔問(wèn)題，進(jìn)而誘發(fā)其他硬脆相出現(xiàn)，弱化材料性能，降低焊接接頭的綜合性能。

中國(guó)專利《高氮鋼激光MIG電弧復(fù)合焊接方法》（申請(qǐng)?zhí)?01210385839.2），提供了一種利用激光-MIG電弧復(fù)合焊接技術(shù)對(duì)高氮鋼進(jìn)行釬焊的方法；《解決高氮鋼焊接氣孔和提高接頭強(qiáng)度的焊接裝置及其焊接方法》（ZL201610363272.7）則提供了一種改進(jìn)的高氮鋼激光-電弧復(fù)合焊接的新思路，通過(guò)磁控和溫控復(fù)合的方法同時(shí)解決高氮鋼焊接氣孔和焊接熱影響區(qū)韌性差的問(wèn)題。然而，上述復(fù)合焊接的方法應(yīng)用于厚度為1-2.5mm的高氮薄鋼板時(shí)，仍會(huì)出現(xiàn)焊接時(shí)母材融化、氮元素流失和焊縫寬度較大的問(wèn)題，特別是焊接面變形較大的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)由0.9-2.1份N、51-65份Fe、1.9-2.7份Ni、23-28份Cr、19-25份Mn、1.2-1.6份Mo、0.2-0.6份C、0.02-0.05份S、0.05-0.08份P和0.5-0.8份Si組成（重量份計(jì)）的高氮薄鋼板，本發(fā)明提供一種焊接時(shí)焊接面變形量較小、母材不熔化、氮元素不流失、無(wú)需選擇焊縫深度和寬度比值的激光點(diǎn)焊-真空釬焊復(fù)合焊接高氮鋼的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案：

本發(fā)明所述的激光點(diǎn)焊-真空釬焊復(fù)合焊接高氮鋼的方法，包括如下步驟：

第一步，對(duì)待焊件的待焊面進(jìn)行預(yù)處理，之后采用激光點(diǎn)焊方式進(jìn)行點(diǎn)焊固定，所述激光點(diǎn)焊的工藝參數(shù)如下：激光功率為400-500W，透鏡焦距為φ50×100-φ50×120mm，出光頻率為10-15Hz，焊接速度為5-8mm/s，點(diǎn)焊總時(shí)間為120-180ms；

第二步，將釬料膏涂覆在待焊件的待焊面上，然后采用真空釬焊工藝對(duì)除了第一步激光點(diǎn)焊以外的位置進(jìn)行分側(cè)焊接，真空釬焊的工藝參數(shù)如下：真空腔單元的真空度為10-6-10-4Pa，溫度高于釬料膏熔化溫度50-100℃。

所述待焊件包括厚度為1-2.5mm 的第一高氮鋼板和厚度為1.5-2mm 的第二高氮鋼板，所述第一高氮鋼板和第二高氮鋼板左右對(duì)置，通過(guò)夾具固定后進(jìn)行激光點(diǎn)焊。

所述激光點(diǎn)焊時(shí)激光功率為100%全功率，持續(xù)時(shí)間為17-19ms。

以重量份計(jì)，所述釬料膏由25-28份Pd、39-46份Ni、36-39份Cr、2.8-5.8份鍍釩鎳石墨烯、12-15份Mn、7-11份Re、6-9份Si和2-5.5份B組成。

所述鍍釩鎳石墨烯以氧化石墨烯為原料，依次進(jìn)行粗化、敏化、還原、洗滌、干燥，然后采用直流電沉積在石墨烯表面鍍釩鎳合金，再采用直流磁控濺射法在鍍釩鎳合金后的石墨烯表面沉積金屬鉬離子，研磨，制得鍍釩鎳石墨烯粉末。