[發(fā)明專利]一種NiTi形狀記憶合金與不銹鋼電子束焊接方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811405907.0
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN109465532B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜海昌;牛浩;趙明久;潘雪新;閆德勝;戎利建
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號(hào): B23K15/00
• 分類號(hào): B23K15/00
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種NiTi形狀記憶合金與不銹鋼電子束焊接方法，其特征在于，該方法按照以下步驟實(shí)現(xiàn)：

[A]將厚度均為0.5mm～4mm的NiTi板和不銹鋼板表面打磨光潔，然后分別用丙酮、酒精溶劑進(jìn)行超聲波清洗去除油污，烘干待用；

[B]將厚度為0.1mm～1mm、原子比為0.5～1.5的FeNi合金箔，切割成所需寬度，經(jīng)過酸洗后分別用丙酮、酒精進(jìn)行超聲波清洗5min～20min后，烘干待用；

[C]將經(jīng)過步驟B處理過的FeNi合金作為中間過渡層置于NiTi板和不銹鋼板待焊件之間，組成待焊件并固定到夾具上，夾具兩端施加壓應(yīng)力防止中間過渡層在焊接過程中脫落；

[D]將步驟C中的待焊件連同夾具一起放入電子束焊機(jī)真空室內(nèi)，然后對(duì)真空室抽真空至10^-2～10^-3Pa后，將電子束聚焦于FeNi中間過渡層中心或偏向不銹鋼一側(cè)0～1mm進(jìn)行真空電子束焊接；

[E]待程序完成后，先在真空下冷卻5～15min，然后去除真空并取出工件，完成NiTi形狀記憶合金與不銹鋼的焊接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NiTi形狀記憶合金與不銹鋼電子束焊接方法，其特征在于，NiTi形狀記憶合金成分為NiTi近等原子比，合金具有B2～B19'馬氏體相變而獲得形狀記憶效應(yīng)和超彈性，其性能指標(biāo)如下：室溫下屈服強(qiáng)度達(dá)到340～360MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)到800～830MPa。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NiTi形狀記憶合金與不銹鋼電子束焊接方法，其特征在于，F(xiàn)eNi合金箔使用時(shí)的寬度，與待焊NiTi板或不銹鋼板厚度相同。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NiTi形狀記憶合金與不銹鋼電子束焊接方法，其特征在于，步驟B中的酸洗是按照以下步驟完成的：按重量百分比計(jì)，以20％硝酸+5％氫氟酸+75％水的配比配制酸洗液，將待焊件浸沒于酸洗液中3min～5min，用蒸餾水沖洗干凈。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NiTi形狀記憶合金與不銹鋼電子束焊接方法，其特征在于，夾具所施加的壓應(yīng)力為0.1～1MPa。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NiTi形狀記憶合金與不銹鋼電子束焊接方法，其特征在于，選擇具有穿透能力強(qiáng)、能量轉(zhuǎn)化率高、加熱冷卻速度快的電子束流作為施焊熱源，有效抑制析出相的產(chǎn)生。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NiTi形狀記憶合金與不銹鋼電子束焊接方法，其特征在于，步驟D中電子束聚焦的位置向不銹鋼一側(cè)偏移0.2～1mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NiTi形狀記憶合金與不銹鋼電子束焊接方法，其特征在于，所選用的真空電子束焊接參數(shù)范圍如下：

焊接速度為300mm/min～2000mm/min；

加速電壓為30KV～60KV；

聚焦電流為1500mA～5000mA；

電子束電流為5mA～50mA；

工作距離為100mm～400mm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NiTi形狀記憶合金與不銹鋼電子束焊接方法，其特征在于，加入FeNi中間過渡層后，有效抑制熔合區(qū)化學(xué)組分偏析，使焊縫區(qū)的形成γ(Fe，Ni)奧氏體，改善接頭的韌性，減少脆性相的同時(shí)提高力學(xué)性能，其性能指標(biāo)如下：室溫下的抗拉強(qiáng)度達(dá)到340～350MPa。