[发明专利]一种钛钽合金用耐蚀焊丝

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种钛钽合金用耐蚀焊丝。

背景技术

一般来说，焊接接头的安全可靠性不仅受焊接方式、焊接工艺等因素的影响，更重要的是对焊接材料的选择。对于特定成份的金属材料，需要与之相匹配的焊接材料来进行焊接，使焊缝处物理性能和机械性能与母材相近，从而形成安全可靠的焊接接头。

钛钽合金的抗拉强度Rm为350MPa～500MPa，屈服强度Rp_0.2为250MPa～400MPa，延伸率A≥25%，面缩率Z≥40%，主要应用于核乏燃料后处理厂的元件溶解器、蒸发器、分离器等关键设备中，此类设备长期应用于含有多种金属阳离子的放射性高温浓硝酸中，使用环境极为恶劣，同时，由于长期处于放射性环境中，对于设备的使用安全性和稳定性要求极高，这就对用于焊接钛钽合金的焊丝的性能，特别是其耐腐蚀性能有着极高的要求。

钛钽合金一般采用钨极惰性气体保护焊的方法进行焊接，对于钛钽合金用焊丝材，传统方法一般选用与钛钽合金母材成分相同的焊丝作为焊接充填材料，或者采用与母材主元素相同但含量稍做调整的焊丝作为焊接充填材料。

采用与母材成份相同的焊丝作为充填材料，由于焊时带入一些气体杂质，焊缝处为铸态组织，相比母材，焊缝处强度高、塑性差，与母材强、塑性不相匹配，而且耐腐蚀性较差，导致设备在焊缝处经常出现严重失效而损毁。

公开号为CN101513698A的中国专利“耐蚀钛钽合金专用焊丝”通过调整钽元素含量，获得一种与钛钽合金母材主元素相同但含量稍做调整的钛钽焊丝。其焊接接头处焊缝强度稍有下降，塑性有了一些提高，焊缝与母材机械性能基本匹配，但相比母材，其焊缝处强度还是有所偏高，塑性还需提高，同时，耐腐蚀性能在更为苛刻的腐蚀环境中也有待提高。

因此，亟需获得一种具有更为优良耐蚀性能的钛钽合金用焊丝，同时使焊接接头具有与母材相匹配的力学性能，使其广泛应用于恶劣的腐蚀性环境中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种钛钽合金用耐蚀焊丝。采用该焊丝对钛钽合金进行焊接，其焊接接头具有优良的耐蚀性能，并且焊接接头的力学性能与钛钽合金母材具有良好的匹配性，可广泛应用于各种恶劣的腐蚀性环境中。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种钛钽合金用耐蚀焊丝，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：钽6.0%～7.5%，铌0.5%～2.0%，铁≤0.10%，碳≤0.03%，氮≤0.04%，氢≤0.006%，氧≤0.15%，余量为钛。

上述的一种钛钽合金用耐蚀焊丝，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：钽6.5%，铌1.0%，铁≤0.02%，碳≤0.01%，氮≤0.01%，氢≤0.002%，氧≤0.09%，余量为钛。

上述的一种钛钽合金用耐蚀焊丝，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：钽6.8%，铌1.2%，铁≤0.01%，碳≤0.018%，氮≤0.007%，氢≤0.001%，氧≤0.09%，余量为钛。

上述的一种钛钽合金用耐蚀焊丝，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：钽7.0%，铌1.0%，铁≤0.10%，碳≤0.02%，氮≤0.02%，氢≤0.005%，氧≤0.12%，余量为钛。

上述的一种钛钽合金用耐蚀焊丝，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：钽7.5%，铌0.5%，铁≤0.05%，碳≤0.01%，氮≤0.02%，氢≤0.003%，氧≤0.10%，余量为钛。

上述的一种钛钽合金用耐蚀焊丝，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：钽6.0%，铌2.0%，铁≤0.05%，碳≤0.02%，氮≤0.02%，氢≤0.005%，氧≤0.13%，余量为钛。

本发明钛钽合金用耐蚀焊丝的制备方法为焊丝的常规制备方法：首先根据需要选择合适的原料，并按设计成分混合压制电极，再用真空自耗电弧炉经二次或三次真空自耗电弧熔炼得到合金铸锭，接着将合金铸锭扒皮并切去冒口和尾端后，在液压锻造机、锻锤等自由锻造设备上进行开坯锻造和多火次镦拔锻造制成棒材，然后用棒材轧机进行热轧制处理，之后在拉拔机上进行热拉拔处理制成丝材，最后将丝材进行退火处理得到成品焊丝。

本发明钛钽合金用耐蚀焊丝的使用方法为焊丝的常规使用方法：将本发明焊丝均匀送进钛钽合金母材的待焊焊缝中进行氩弧焊接或等离子焊接。本发明焊丝可用于焊接钽质量百分比不大于10%的钛钽合金母材。

本发明与现有技术相比具有以下优点：