[發(fā)明專利]利用激光反射原理實現(xiàn)熱管的鈮/鉬角焊縫焊接的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210927551.7
• 申請日: 2022-08-03
• 公開（公告）號: CN115156716A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張林杰;張亮亮;謝奇林;梁文峰;寧杰;孫院軍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: B23K26/282
• 分類號: B23K26/282;B23K26/60;B23K103/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 錢宇婧

本發(fā)明公開了一種利用激光反射原理實現(xiàn)熱管的鈮/鉬角焊縫焊接的方法，包括以下步驟：1)對鉬端塞的端面及鈮管的外表面進行預(yù)處理；2)將鈮管穿過鉬端塞上的預(yù)留孔；3)將鈮環(huán)套接于鈮管上，使鈮環(huán)與鉬端塞的端面相接觸；4)調(diào)整激光束的入射方向與鈮管軸向之間的夾角以及激光束的入射位置，再采用激光焊接的方式進行多道次焊接，完成利用激光反射原理實現(xiàn)熱管的鈮/鉬角焊縫焊接，該方法實現(xiàn)鈮與鉬的角焊縫焊接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用激光反射原理實現(xiàn)熱管的鈮/鉬角焊縫焊接的方法。

背景技術(shù)

鉬的熔點高(2600℃)，熱導(dǎo)率大(138W/(m·K))，高溫強度高，非常適合制造小型核反應(yīng)堆上用的超高溫?zé)峁堋Ｒ桓f熱管包括：鉬管，鉬端塞和充液管，由于鈮的熔點也高達3000℃，高溫和室溫塑性好，可進行冷加工，所以通常被用作熱管的充液管。充液管是用來向熱管中充裝堿金屬的，充裝完畢后部分鈮管要被夾扁，達到機械密封效果。鉬熱管的制造過程中需要將鉬管/端塞，端塞/鈮管之間進行焊接組裝，即需要實現(xiàn)鈮與鉬角焊縫焊接，然而現(xiàn)有技術(shù)中并沒有給出類似的公開。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種利用激光反射原理實現(xiàn)熱管的鈮/鉬角焊縫焊接的方法，該方法實現(xiàn)鈮與鉬的角焊縫焊接。

為達到上述目的，本發(fā)明所述的利用激光反射原理實現(xiàn)熱管的鈮/鉬角焊縫焊接的方法包括以下步驟：

1)對鉬端塞的端面及鈮管的外表面進行預(yù)處理；

2)將鈮管穿過鉬端塞上的預(yù)留孔；

3)將鈮環(huán)套接于鈮管上，使鈮環(huán)與鉬端塞的端面相接觸；

4)調(diào)整激光束的入射方向與鈮管軸向之間的夾角以及激光束的入射位置，再采用激光焊接的方式進行多道次焊接，完成利用激光反射原理實現(xiàn)熱管的鈮/鉬角焊縫焊接。

步驟1)的具體操作過程為：打磨鉬端塞的端面及鈮管的外表面，再浸泡于丙酮中進行超聲清洗，然后再將鉬端塞及鈮管的表面吹干。

超聲清洗的時間大于等于10min。

鈮管穿過鉬端塞上預(yù)留孔的長度為10mm。

鈮管與所述預(yù)留孔之間過盈配合。

鈮環(huán)的內(nèi)徑與鈮管的外徑相同。

鈮管的兩端均套接有鈮環(huán)。

步驟4)的具體操作為：

將鈮管及鉬端塞與水平面沿逆時針呈35°夾角擺放，激光束的入射方向與鈮管軸向沿逆時針呈45°夾角，激光束的入射位置位于鈮環(huán)的上表面，使得激光束的入射光斑位置全部位于鈮環(huán)上表面，實現(xiàn)激光能量在鈮環(huán)、鉬端塞端面及鈮管外表面的分配。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明所述的利用激光反射原理實現(xiàn)熱管的鈮/鉬角焊縫焊接的方法在具體操作時，調(diào)整激光束的入射方向與鈮管軸向之間的夾角以及激光束的入射位置，實現(xiàn)激光在鈮管/鉬端塞角焊縫位置處的能量分配，保證填充材料的充分熔化，降低鈮管的焊穿機率，保證填充材料與鈮管之間的良好熔合，降低鉬端塞側(cè)的熱輸入，抑制可能發(fā)生的過熱、脆化問題，實現(xiàn)鈮/鉬角焊縫的高強度連接。

附圖說明

圖1a為超高溫鉬熱管橫截面的示意圖；

圖1b為鈮管5端塞焊接接頭的橫截面示意圖

圖2a為鈮管5的具體尺寸圖；

圖2b為鉬端塞2的具體尺寸圖；

圖3為鈮管5/鉬端塞2角焊縫各個部件的裝配位置示意圖；

圖4為鈮管5/鉬端塞2的角焊縫焊接示意圖；