[发明专利]铍铜异种金属焊接方法

说明书

技术领域

本发明属于异种金属连接领域，具体涉及一种铍、铜异种金属的焊接方法。

背景技术

异种金属材料焊接是焊接技术领域中的重要难题，由于异种金属在物理性能、化学性能等方面的显著差异，导致其焊接过程比同种金属要复杂得多，焊接接头质量难以保证。

铍及铍合金在航空航天及原子能行业有着广泛不可替代的作用，其蒸汽有剧毒，目前对铍及铍合金与铜及铜合金的焊接研究很少，通常采用硬钎焊直接将二者焊接起来，将焊料置于铍和铜连接处，在一定温度下将其熔化，从而实现金属原子间的相互结合，从而达到焊接的目的。

但是这种焊接方法并不可靠，成品率低，其主要原因是铍及铍合金极易氧化，氧化铍的存在会弱化连接面的结合强度，同时铍与铜等金属易形成脆性相，脆性相的存在会使焊接接头变脆而失效，从而导致连接可靠性大大降低。

可见，如果能够找到一种合适的过渡金属材料，与铍不会形成脆性相，就能满足高可靠连接要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够使铍及铍合金、铜及铜合金高可靠连接的铍铜异种金属焊接方法。

实现本发明目的的技术方案：一种铍铜异种金属焊接方法，其将等厚度的铍或铍合金与铜或铜合金焊接起来，该焊接方法是在铍或铍合金与铜或铜合金之间依次加入了等厚度的过渡金属铝合金和银合金，将铍或铍合金、铝合金、银合金和铜或铜合金四者依次焊接起来；所采用的铝合金材料重量百分比为Si 4.5％～5.8％，余量为Al；或者铝合金材料重量百分比为Mg 5.8％～6.8％，余量为Al；所采用的银合金材料重量百分比为Ni 0.26％～0.30％、Mg 0.23％～0.26％，余量为Ag。

如上所述的一种铍铜异种金属焊接方法，其所述的铍或铍合金与铝合金之间焊接采用熔焊或高能束焊焊接方法。

如上所述的一种铍铜异种金属焊接方法，其所述的银合金与铜或铜合金之间焊接可采用硬钎焊、熔焊或高能束焊焊接方法。

如上所述的一种铍铜异种金属焊接方法，其所述的铝合金和银合金之间采用熔焊或高能束焊焊接方法。

如上所述的一种铍铜异种金属焊接方法，其所述的铝合金或银合金的长度在10～20mm。

本发明的效果在于：本发明方法以铝合金、银合金为过渡金属，采用熔焊(钨极氩弧焊)或真空电子束焊接和硬钎焊方法连接铍、铜异种金属。采用的铝合金与铍合金具有良好的冶金相容性，不会形成脆性相，而采用的银合金与上述铝合金也具有良好冶金相容性，并且银合金通过硬钎焊能与铜合金形成可靠连接，所以通过以上两种过渡材料就能实现铍与铜的高可靠性焊接。试验表明，本发明中焊接接头强度能达到母材的85％以上，焊接接头拉断后无脆性断裂特征。

附图说明

图1为实施例1的铍铜异种金属管焊接示意图。

图2为实施例3的铍铜异种金属板焊接示意图。

图中：1.铍管；2.铝合金环；3.银合金环；4.铜板；5.铍板；6.铝合金板；7.银合金板；8.铜板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明所述的铍铜异种金属焊接方法作进一步描述。

实施例1

如图1所示，为使外径69mm、厚度2mm的铍管1与铜管4可靠连接，在铍管1与铜管4中间加入与它们等外径、厚度均在2mm、长度均在10mm铝合金环2和银合金环3。将铍管1、铝合金环2、银合金环3及铜管4四者依次焊接起来。

其中铍管1和铝合金环2之间采用熔焊(钨极氩弧焊TIG)，铝合金环2和银合金环3之间采用熔焊(钨极氩弧焊)，银合金环3和铜管4之间采用硬钎焊焊接。

采用的过渡金属铝合金，成分重量百分比为：Si 4.5％，余量为Al。

采用的过渡金属银合金，成分重量百分比为：Ni 0.26％、Mg 0.23％，余量为Ag。

试验表明，上述铍铜异种金属管焊接接头强度系数大于0.85，焊缝组织无脆性相。

实施例2

如图1所示，为使等直径的、厚度为8mm的铍管1与铜管4可靠连接，在铍管1与铜管4中间加入与它们等外径、厚度均在8mm、长度均在20mm铝合金环2和银合金环3。将铍管1、铝合金环2、银合金环3及铜管4四者焊接起来。

其中铍管1和铝合金环2之间采用高能电子束焊焊接，铝合金环2和银合金环3之间采用高能电子束焊焊接，银合金环3和铜管4之间采用高能束焊焊接方法。

采用的过渡金属铝合金，成分重量百分比为：Si 5.8％，余量为Al。