[發明專利]一種鎢銅合金與鉻鋯銅合金的釬焊方法

有效

• 申請號: 202010130754.4
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111360352B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 許志武;陳姝;李政瑋;苗曉丹
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學;沈陽金昌藍宇新材料股份有限公司
• 主分類號: B23K1/06
• 分類號: B23K1/06;B23K1/19;B23K1/20;B23K28/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種鎢銅合金與鉻鋯銅合金的釬焊方法，它涉及焊接領域，本發明目的是為了縮短鎢銅合金與鉻鋯銅合金焊接時間和避免阻焊劑的使用，降低焊接成本，提高焊接效率。本發明采用超聲波輔助釬焊的方法連接鎢銅與鉻鋯銅合金，通過鈦合金中間層，在焊接過程中引用超聲波，利用聲空化作用促進融化的釬料在焊接面上的鋪展和潤濕。鎢銅合金和鉻鋯銅合金組合焊接時，移動其中的一塊母材，促進氣泡的排出，然后在較低的焊接壓力下，較短的時間內完成超聲波輔助釬焊過程，此外，本發明可以在大氣環境下進行焊接，對焊接操作人員的技術要求低，焊接效率高。本發明應用于焊接領域。

技術領域

本發明涉及焊接領域，具體涉及一種鎢銅合金與鉻鋯銅合金的釬焊方法。

背景技術

鎢銅合金綜合了金屬鎢和銅的優點，微觀組織均勻、耐高溫、強度高、耐電弧燒蝕、密度大，導電、導熱性能適中，有較廣泛的用途。目前，已用于制造抗電弧燒蝕的高壓電器開關的觸頭和火箭噴管喉襯、尾舵等高溫構件，也用作電加工的電極、高溫模具以及其他要求導電導熱性能和高溫使用的場合。

鉻鋯銅(CuCrZr)具有較高的強度和硬度，導電性和導熱性強，耐磨性和減磨性好，經時效處理后硬度、強度、導電性和導熱性均顯著提高。廣泛用于電機整流子和對焊機等的電極，以及其他高溫要求強度、硬度、導電性的零件。

鎢銅與鉻鋯銅合金的連接能充分發揮這兩種材料的優良性能，在高壓開關電觸頭中，鎢銅合金材料和鉻鋯銅合金常用作觸頭和基座，因此研究這兩種材料的焊接具有重要的意義。

鎢銅合金熔點極高，超過3000℃其中的鎢成分還無法熔化，因此常規的熔化焊方法很難焊接。由于銅及銅合金的導熱系數大，容易氧化，焊接接頭中易產生氣孔和裂紋等缺陷，銅合金的流動性大，空間位置的焊接難度大，熔焊的方法焊接銅合金也比較困難。近年來，學者們對鎢銅及銅合金焊接進行了一系列的研究。專利CN 108237280A提出了一種鎢銅電極的焊接方法，采用釬焊的方法實現鎢銅電極頭和銅底座的連接，通過阻焊劑，把焊縫分成排氣區和釬料加入區，釬焊率可以達到80％以上，該方法中阻焊劑的添加工藝比較復雜，焊接效率低。專利CN 105057873A中先采用燒結的方法制造鎢銅合金，在鎢銅合金的表面上形成一層純銅，然后采用電子束焊接的方法實現鎢銅合金表面的銅和鉻鋯銅合金的連接。該方法鎢銅合金燒結過程工藝復雜，燒結溫度高，壓力大，能耗高，電子束焊接雖然熱影響區域小，但是需要高真空的環境，焊接成本高。此外，文獻(J.Li et al.FusionEngineering and Design 86(2011)2874–2878)中采用擴散焊的方法焊接鎢和鉻鋯銅，加入鈦中間層，鈦的屈服強度和彈性模量比較小，長時間的擴散過程可有效減小焊接應力。

發明內容

本發明的目的是為了縮短鎢銅合金與鉻鋯銅合金焊接時間和避免阻焊劑的使用，降低焊接成本，提高焊接效率。為此本發明采用超聲波輔助釬焊的方法連接鎢銅與鉻鋯銅合金，通過鈦合金中間層，在焊接過程中引用超聲波，利用聲空化作用促進融化的釬料在焊接面上的鋪展和潤濕。鎢銅合金和鉻鋯銅合金組合焊接時，移動其中的一塊母材，促進氣泡的排出，然后在較低的焊接壓力下，較短的時間內完成超聲波輔助釬焊過程，此外，本發明可以在大氣環境下進行焊接，對焊接操作人員的技術要求低，焊接效率高。

本發明的一種鎢銅合金與鉻鋯銅合金的釬焊方法，它是按照以下步驟進行的：

一、焊接前將待焊接的鎢銅塊與鉻鋯銅基座表面打磨光亮，并用丙酮作為清洗劑對兩塊母材進行超聲波清洗，除去表面的雜質；

二、用卡具將上一步清洗后的鎢銅塊和鉻鋯銅基座固定在預熱臺上，預熱溫度為500～600℃，預熱時間為5～30min；

三、預熱后，用火焰噴槍分別對鎢銅和鉻鋯銅的待焊接表面進行局部加熱，火焰將待焊部位完整包圍，在溫度達到釬劑熔點的時，在待焊表面鋪放釬劑，并使釬劑在待焊接表面鋪展開；

四、在溫度達到銀基或者銅基釬料熔點時，將銀基或銅基釬料預涂覆在已經被釬劑覆蓋的待焊接表面；