[發明專利]一種提高坡莫合金軟磁性的焊接方法

有效

• 申請號: 202210368369.2
• 申請日: 2022-04-08
• 公開（公告）號: CN114700623B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 武鵬博;黃瑞生;徐鍇;方乃文;鄒吉鵬;郭梟;滕彬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱焊接研究院有限公司
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/60;B23K26/70;B23K26/12;B23K26/323;B23K26/082;B23K103/18
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 孫續

本發明提出了一種提高坡莫合金軟磁性的焊接方法，屬于焊接技術領域。解決了坡莫合金焊后接頭軟磁性下降嚴重，難以滿足使用的問題。它包括對坡莫合金板進行坡口加工，使用保護氣罩通入保護氣對焊接過程進行保護，調整激光束與試板表面法線方向夾角；設置激光焊接參數及擺動參數，進行焊接；單層焊接結束后，將待焊試板翻轉進行雙面焊接，清理焊道去除氧化膜，清理結束后并進行預熱處理，達到預熱溫度后放入夾具中，完成待焊試板裝夾，繼續重復步驟3，完成焊接；將焊接完成的試板進行焊后熱處理。它主要用于坡莫合金的焊接。

技術領域

本發明屬于焊接技術領域，特別是涉及一種提高坡莫合金軟磁性的焊接方法。

背景技術

坡莫合金(1J85鎳基合金)屬于軟磁性材料，具有較高的初磁導率和較低的矯頑力，在較小的磁場中即可被磁化并達到飽和，對弱信號反應靈敏；同時坡莫合金易于加工成薄金屬帶，因此廣泛應用于電子電力、航空航天、核工業等國防關鍵領域中。焊接作為坡莫合金重要的連接手段，存在著焊后接頭軟磁性下降嚴重的問題，難以滿足坡莫合金的軟磁性的使用需求。因此開發一種提高坡莫合金軟磁性的焊接方法，是坡莫合金焊接結構件能否得到實際廣泛應用的關鍵。

坡莫合金焊接接頭的軟磁性對元素分布均勻性、塑性變形和內應力、晶體結構、高溫停留時間等非常敏感。影響坡莫合金焊接接頭軟磁性主要有以下四個因素：

(1)元素分布均勻性：Si元素是非磁性元素，它會明顯阻礙再結晶過程中晶界的遷移，并且導致晶粒在再結晶回火中具有擇優生長的特點，因此焊接接頭中Si元素的偏析會降低坡莫軟磁性；

(2)塑性變形和內應力：經過焊接熱循環后，焊接接頭局部急熱急冷，會發生塑性變形并產生內應力，塑性變形和內應力會導致金屬內出現位錯滑移和晶格畸變，這會對磁疇壁的移動起到阻礙的作用，導致軟磁性降低；

(3)晶體結構：焊接后焊縫組織相對于母材來說，晶體從焊前各向同性趨于焊后的各向異性，導致合金的各向異性趨勢增大。同時，1J85鎳基合金是屬于面心立方晶體結構的，其易磁化方向為(111)，該方向的峰值降低將導致合金磁導率降低，矯頑力升高；

(4)高溫停留時間：由于焊后高溫熔池金屬冷卻速度極快，急熱急冷將導致焊縫成分過冷，從而軟磁性降低。

目前，坡莫合金常用的焊接方法主要為非熔化極氣體保護焊(TIG)、熔化極氣體保護焊(MIG)和電子束焊接(EBW)等。采用非熔化極氣體保護焊(TIG)和熔化極氣體保護焊(MIG)時，焊接過程熱輸入大，焊接變形嚴重，焊后需要二次矯形，同時焊后接頭軟磁性僅為母材的60％，難以滿足實際生產使用需求。哈爾濱工業大學樊子楠等人提出真空電子束與定向凝固技術相結合的方式，解決坡莫合金焊接接頭軟磁性下降的問題；結果表明，焊接接頭的軟磁性可達母材的90％，但此焊接方法需要在真空條件下進行，被焊工件尺寸受到真空倉限制，同時焊接成本較高。因此開發一種提高坡莫合金軟磁性、高效、低成本的焊接方法具有十分重大的意義。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種提高坡莫合金軟磁性的焊接方法，以解決坡莫合金焊后接頭軟磁性下降嚴重，難以滿足使用的問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種提高坡莫合金軟磁性的焊接方法，它包括以下步驟：

步驟1：對坡莫合金板進行坡口加工，焊前對坡莫合金板進行焊前清理及預熱處理并放入夾具中，完成待焊試板裝夾；

步驟2：使用保護氣罩通入保護氣對焊接過程進行保護，調整激光束與試板表面法線方向夾角；

步驟3：設置激光焊接參數及擺動參數，進行焊接；

步驟4：單層焊接結束后，將待焊試板翻轉進行雙面焊接，清理焊道去除氧化膜，清理結束后并進行預熱處理，達到預熱溫度后放入夾具中，完成待焊試板裝夾，繼續重復步驟3，完成焊接；