[發(fā)明專利]一種鈹材與金屬件之間的釬焊方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110228264.2
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN113020840B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 竇作勇;呂學超;夏勝全;殷雪峰;李玉斌;郭興根;李盛和;楊龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院材料研究所
• 主分類號: B23K35/32
• 分類號: B23K35/32;B23K35/30;B23K1/008
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 蔣仕平;孫杰

本發(fā)明公開了一種鈹材與金屬件之間的釬焊方法，屬于鈹材與金屬件的焊接方法技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的一種鈹材與金屬件之間的釬焊方法，采用的釬料為Ag?Cu?Ti活性釬料，且該釬料的熔點低于待釬焊的鈹材、金屬件的熔點；先將釬料涂覆于鈹材與金屬件的待釬焊部位之間，然后在真空環(huán)境中進行釬焊，加熱釬料使之熔化填充于鈹材與金屬件之間，冷卻后鈹材與金屬件之間通過釬焊接頭相連接。本發(fā)明無需在待釬焊金屬件的表面鍍膜，省時省力；本發(fā)明采用Ag?Cu?Ti活性釬料，并采用真空環(huán)境釬焊的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)將鈹材與金屬件之間通過釬焊接頭相連接的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鈹材與金屬件之間的釬焊方法，屬于鈹材與金屬件的焊接方法技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鈹材具有低密度、高比強度/比剛度、熱導率大、熱中子吸收率小等特點，在航空航天、電子、儀表、核工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛應用。這些應用會涉及到鈹材與鈹材，以及鈹材與其它金屬的焊接。鈹材是最難焊接的材料之一，在焊接過程中易產(chǎn)生焊接變形和裂紋等問題。

釬焊是適用于多種材料的焊接方法，包括金屬與金屬、金屬與非金屬的焊接等。它采用比母材熔化溫度低的釬料，通過熔化的釬料在母材表面上的潤濕、毛細流動、填充、鋪展、與母材相互作用，如溶解、擴散或產(chǎn)生金屬間化合物，液態(tài)釬料冷卻凝固后形成連接接頭。釬焊技術(shù)可作為鈹材的焊接方法，它采用比母材熔化溫度低的釬料，通過熔化的釬料將鈹材與多種類型的金屬連接在一起。考慮到鈹材易于在空氣中發(fā)生氧化，在其表面形成一層致密的氧化鈹材膜，對釬料的潤濕造成不利影響，這在選擇釬料和焊接工藝時值得關(guān)注。

張鵬程等人(《稀有金屬》，2001)采用感應釬焊技術(shù)制備了鈹材與HR-1不銹鋼的釬焊接頭，焊接前先在HR-1上用離子鍍方法鍍0.25mm厚的純鋁作為過渡層(鍍膜)，使用鉛基低熔點釬料進行釬焊，接頭界面結(jié)合良好。卜弘昊、韓和同等人在“一種氣密性鈹材與金屬的焊接方法”(中國發(fā)明專利CN105817728)中，該發(fā)明中鈹材為0.01mm-0.05mm的鈹材箔，在釬焊過程中，為保持鈹材箔的完整性，防止因高溫焊接過程中出現(xiàn)鈹材的再結(jié)晶、晶粒長大和擴散孔問題，選用了熔點較低的Ag-Cu-In-Sn釬料，該釬料的熔點為580℃-597℃；在釬焊過程中，為提高釬料與金屬的浸潤性，在待焊金屬表面鍍暗Ni，并將鍍過暗Ni的金屬進行高溫燒結(jié)，隨后再進行釬焊，該方法可實現(xiàn)鈹材箔與金屬零件之間的氣密性焊接。

從上述的文獻可以看出，為實現(xiàn)鈹材與金屬件的釬焊連接，需要在待釬焊的金屬件表面鍍膜(形成過渡層)，以改善釬料與待焊金屬的潤濕性從而形成較好的界面結(jié)合，但鍍膜通常需采用專門的設(shè)備，并且費時費力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種鈹材與金屬件之間的釬焊方法，無需在待釬焊金屬件的表面鍍膜，能夠?qū)崿F(xiàn)鈹材與金屬件之間通過釬焊接頭相連接的目的。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種鈹材與金屬件之間的釬焊方法，采用的釬料為Ag-Cu-Ti活性釬料，且該釬料的熔點低于待釬焊的鈹材、金屬件的熔點；先將釬料涂覆于鈹材與金屬件的待釬焊部位之間，然后在真空環(huán)境中進行釬焊，加熱釬料使之熔化填充于鈹材與金屬件之間，冷卻后鈹材與金屬件之間通過釬焊接頭相連接。

進一步的，采用的膏狀Ag-Cu-Ti活性釬料中活性元素Ti的質(zhì)量百分數(shù)為20％-30％。

進一步的，在涂覆釬料之前，去除待釬焊部位的表面氧化膜。

進一步的，釬料涂覆于對接的鈹材與金屬件的連接面之間；或者，釬料涂覆于搭接的鈹材與金屬件的連接面之間。

進一步的，采用真空釬焊爐對鈹材與金屬件之間進行釬焊。

進一步的，在釬焊過程中，真空環(huán)境中的真空度不低于1×10^-3Pa。

進一步的，在釬焊過程中，釬焊溫度為850℃-920℃，保溫時間為15min-30min。