[發(fā)明專利]一種鉬錸合金擴(kuò)散焊接鋼材的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911286050.X
• 申請(qǐng)日: 2019-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN112975101B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳福鴿;張瑩瑩;熊寧;王廣達(dá);姚惠龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安泰天龍鎢鉬科技有限公司;安泰科技股份有限公司;安泰天龍（北京）鎢鉬科技有限公司
• 主分類號(hào): B23K20/02
• 分類號(hào): B23K20/02;B23K20/24;B23K15/06;B23K103/18
• 代理公司: 北京五洲洋和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成

本發(fā)明公開了一種鉬錸合金擴(kuò)散焊接鋼材的方法，其特征在于，依次包括：預(yù)處理步驟：對(duì)鋼材和鉬錸合金進(jìn)行預(yù)處理，至少使其焊接面適合焊接；焊前組裝體裝配步驟：首先，在包套中依次放入鉬錸合金、過渡層原料、鋼材形成組裝體；所述過渡層原料包括鉻片和鉻粉；組裝體焊接步驟；對(duì)所述組裝體進(jìn)行焊接；熱等靜壓擴(kuò)散處理步驟：對(duì)所述組裝體進(jìn)行熱等靜壓擴(kuò)散處理。本發(fā)明提供的鉬錸合金擴(kuò)散焊接鋼材的方法，通過同時(shí)采用粉和固體兩種形式設(shè)置過渡層鉻，即采用鉻粉和鉻片疊加的方式，保證較好的擴(kuò)散性能和焊縫強(qiáng)度；采用熱等靜壓擴(kuò)散，特別采用緩慢升溫和緩慢降溫工藝，可以防止較快的升降溫速度導(dǎo)致焊接區(qū)域產(chǎn)生較大的應(yīng)力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種擴(kuò)散焊接方法，具體涉及一種鉬錸合金擴(kuò)散焊接鋼材的方法。

背景技術(shù)

在鉬中添加錸可顯著降低鉬的韌脆轉(zhuǎn)變溫度，提高再結(jié)晶溫度，提高室溫塑性及高溫強(qiáng)度；同時(shí)避免了純錸較快的加工硬化。鉬錸合金避免了各自的不利因素，形成了十分理想的彈性材料，由于具有良好的高溫性能及彈性性能，而廣泛應(yīng)用在航空航天、核能、電子、軍工等重要工藝部門。鉬錸合金與鋼材的連接是實(shí)際應(yīng)用中亟待解決的現(xiàn)實(shí)問題，一方面是因?yàn)殂f錸成本較高，只需要在必要工段或結(jié)構(gòu)中采用，其它零件采用不銹鋼材料以降低成本；另一方面在低溫或常溫下，不銹鋼具有更好的強(qiáng)韌性能和抗氧化性能，通過鉬錸合金和不銹鋼材料的結(jié)合，可以提高整體材料的綜合性能。

但是，鉬錸合金與鋼在物理性能方面相差很大，比如S31608的熔點(diǎn)在1370℃，而鉬錸合金熔點(diǎn)在2500℃～2600℃，熱膨脹系數(shù)更是相差3倍以上，巨大的熔點(diǎn)和熱膨脹差別，將會(huì)直接導(dǎo)致接頭中產(chǎn)生極大的殘余應(yīng)力。同時(shí)鋼中的主要元素Fe，與鉬和錸都無法直接形成冶金結(jié)合，導(dǎo)致很難通過常規(guī)電子束、激光焊、氬弧焊等熔化焊進(jìn)行焊接。目前還沒有鉬錸合金與不銹鋼焊接的直接相關(guān)報(bào)道，但有相關(guān)人員研究鎢/鋼，鉭/鋼的擴(kuò)散連接技術(shù)，但都存在接頭脆性大，焊接強(qiáng)度低等問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鉬錸合金擴(kuò)散焊接鋼材的方法，該方法可以實(shí)現(xiàn)鉬錸合金和不銹鋼的良好連接。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種鉬錸合金擴(kuò)散焊接鋼材的方法，依次包括：

預(yù)處理步驟：對(duì)鋼材和鉬錸合金進(jìn)行預(yù)處理，至少使其焊接面適合焊接；

焊前組裝體裝配步驟：首先，在包套中依次放入鉬錸合金、過渡層原料、鋼材形成組裝體；所述過渡層原料包括鉻片和鉻粉；

組裝體焊接步驟；對(duì)所述組裝體進(jìn)行焊接；

熱等靜壓擴(kuò)散處理步驟：對(duì)所述組裝體進(jìn)行熱等靜壓擴(kuò)散處理。

發(fā)明人經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，使用鉻作為鉬錸和不銹鋼的過渡層具有良好的焊接效果，因?yàn)殂t與鉬具有無限互溶性，也與Fe也存在較好的相容性。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，鉻過渡層同時(shí)采用粉和固體(比如鉻片)兩種形式能實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的效果，主要是因?yàn)殂t粉具有較好的擴(kuò)散活性，而鉻片可以提高過渡層強(qiáng)度，并避免Fe向MoRe測(cè)的擴(kuò)散而形成的脆性相，鉻粉與鉻片的組合既可以保證較好的擴(kuò)散性能，也可以保證焊縫強(qiáng)度。

上述鉬錸合金擴(kuò)散焊接鋼材的方法，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，預(yù)處理步驟中，對(duì)所述鋼材的焊接面進(jìn)行磨光，粗糙度在Ra 0.8mm以下，然后經(jīng)酸洗、水洗、烘干處理；更優(yōu)選地，所述酸洗處理所用酸溶液的配比按體積比如下：硝酸:氫氟酸:水＝2:1:5；進(jìn)一步地，所述烘干處理為真空干燥，溫度為70-90℃(比如72℃、75℃、78℃、82℃、85℃、88℃)，時(shí)間為45-90min(比如50min、60min、70min、80min、90min、85min)。