[發明專利]鉬合金熱管套接接頭的組焊方法

有效

• 申請號: 202210938227.5
• 申請日: 2022-08-05
• 公開（公告）號: CN115415623B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 張林杰;張洪達;寧杰;龍健
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B23K1/00
• 分類號: B23K1/00;B23K1/20
• 代理公司: 北京前審知識產權代理有限公司 11760
• 代理人: 張波濤;張揚子

本發明公開了鉬合金熱管套接接頭的組焊方法，鉬合金熱管套接接頭的組焊方法中，對待焊接工件的待焊結合區域進行預處理，對端塞待裝配的外圓面采用三步法由外向內逐步打磨修配；制備金屬箔圓環；制備帶包邊的三明治結構的層狀金屬組合；在待焊接工件的待焊對接區域填充中間層金屬，在待焊接工件的待焊搭接區域填充三明治結構的層狀金屬組合，再完成待焊接工件的裝配；在待焊接處兩側距離對接縫隙超過2?5mm的工件表面纏繞金屬箔材；將待焊接工件置于惰性氣體保護氣氛或真空環境中，再對待焊接工件的待焊結合區域進行預熱；完成待焊接工件的熔焊焊接,保溫完成后在相同環境下冷卻至室溫。該方法能夠有效提高鉬及鉬合金焊接接頭的力學性能。

技術領域

本發明屬于焊接技術領域，特別是一種鉬合金熱管套接接頭的組焊方法。

背景技術

鉬是稀有金屬，熔點高達2610?℃，具有中子吸收截面小、高溫性能優異、熱膨脹系數低、抗熱震性能好和抗腐蝕性能強等優點，因而廣泛應用于冶金、機械、國防、航空航天、電子和核工業等諸多領域。但鉬及鉬合金焊接性極差，熔焊后易出現裂紋、氣孔、組織粗化、接頭脆化等問題，尤其是高性能鉬合金一旦經歷熔化/凝固或再結晶，其強韌性優勢將消失。由于鉬的熔點很高，所以鉬及鉬合金一般采用粉末冶金的方式加工制備，導致材料的致密度較低，含氣量較高；同時鉬在高溫下對雜質元素（C、O、N等）十分敏感，當熔焊熔池凝固時，雜質元素易在晶界處偏析，造成晶界弱化，接頭力學性能上表現為強度低、塑性差，上述問題嚴重制約了鉬及鉬合金作為結構材料在航空航天、核電等領域的應用。

在背景技術部分中公開的上述信息僅僅用于增強對本發明背景的理解，因此可能包含不構成本領域普通技術人員公知的現有技術的信息。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提出一種鉬合金熱管套接接頭的組焊方法，通過利用Ni-Mo共晶反應和Ni-Ti共晶反應的三明治結構釬料、限定最小焊接圈數、提高裝配質量等措施，能夠有效增大直徑和壁厚尺寸較大的鉬合金熱管套接接頭釬焊結合區的尺寸，提高鉬及鉬合金焊接接頭的力學性能。

本發明的目的是通過以下技術方案予以實現，一種鉬合金熱管套接接頭的組焊方法包括：

步驟1：對母材為鉬或鉬合金的待焊接工件的待焊結合區域進行預處理，其中，待焊結合區域依次進行砂紙打磨、堿洗、蒸餾水沖洗、丙酮浸泡超聲清洗及烘干，待焊結合區域包括待焊對接區域和待焊搭接區域；

步驟2：端塞的待裝配的外圓面采用三步法由外向內逐步打磨修配使其適配于鉬管的徑向和軸向配合間隙；

步驟3：制備金屬箔圓環用作填充焊縫區的中間層金屬，金屬箔圓環的尺寸與端塞的臺階面匹配；

步驟4：制備用做釬焊區填充材料的帶包邊的三明治結構的層狀金屬組合，取長度和寬度分別為2L和B的Ni箔一張平鋪放置；取長度和寬度分別為L和B的Ti箔或Zr箔一張平鋪放置于Ni箔上且與Ni箔三邊對齊；沿位于Ni箔中部的Ti箔或Zr箔寬度B方向的邊線對折Ni箔，得到帶包邊的三明治結構的層狀金屬組合；

步驟5：在所述待焊對接區域填充中間層金屬，在所述待焊搭接區域填充所述層狀金屬組合，再完成待焊接工件的裝配，其中，層狀金屬組合的填充范圍覆蓋焊接過程中待焊接工件激光焊的熱影響區；

步驟6：在所述待焊結合區域的對接縫隙超過2-5mm的工件表面纏繞在焊接過程中不發生熔化的金屬箔材；

步驟7：將待焊接工件裝夾在三爪卡盤上，在旋轉狀態下用千分表檢測待焊處的圓跳動，調整裝配至徑向圓跳動不超過0.05mm；

步驟8：將待焊接工件置于惰性氣體保護氣氛或真空環境中，再對所述待焊結合區域進行預熱；

步驟9：完成待焊接工件的熔焊焊接，在焊接過程中，所述待焊對接區域的中間層金屬及其附近的所述搭接區域的層狀金屬組合發生熔化，使中間層金屬、層狀金屬組合與待焊接工件的母材形成熔釬焊冶金結合的焊接接頭；