[发明专利]一种熔盐电化学辅助金属焊接的方法

说明书

一种熔盐电化学辅助金属焊接的方法，属于机械制造的金属焊接领域。该方法是将同种或异种金属绑在一起作为金属构件阴极，以熔盐作反应介质和焊接介质，石墨棒作阳极，在600‑1000℃温度下，在金属构件阴极和石墨阳极间施加电压，焊接反应完成后，将金属构件阴极提离熔盐并冷却，用去离子水洗涤金属构件阴极表面的熔盐，最后真空干燥保存，得到焊接后的金属。该方法可以去除金属表面氧化层，提升焊接质量，对环境友好且操作简单。

技术领域

本发明涉及机械制造的金属焊接领域，具体涉及一种熔盐电化学辅助金属焊接的方法。

背景技术

焊接是一种将材料永久连接，使其具有给定功能结构的制造技术。焊接已经渗透到制造业的各个领域，直接影响到产品的质量、可靠性和寿命，并且也影响生产的成本、效率和市场反应速度。常用的金属焊接方法有压焊、熔焊、钎焊、激光焊接、等离子弧焊接等。但每种方法都存在一定的问题，如咬边、未焊透、焊接裂纹、夹渣等。

尤其是异种金属焊接领域，高温下，焊接接头区的机械性能劣于母材，奥氏体焊缝和珠光体母材之间会产生一个马氏体过渡区，该马氏体过渡区韧性低，硬度高，容易使构件失效，且焊接后接头区还有残余应力分布，化学成分和金相组织不均匀，机械性能不连续等缺点。在制造行业日趋激烈的今天，原件的焊接质量直接影响了中国的产品在世界市场上的竞争力，所以提供一种焊接的新思路是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供了一种熔盐电化学辅助金属焊接的方法，该方法利用金属原子之间的扩散进行焊接。基于电化学的极化作用脱除金属表面的氧化层，而熔盐可以提供一种无水无氧的环境，使金属表面保持相对高的活性，促进同种/异种金属原子之间的扩散，从而使同种/异种金属连接在一起。本发明是将同种或异种金属绑在一起作为阴极(需焊接面相接触)，以熔盐作反应介质和焊接质，石墨棒作阳极，在600-1000℃温度下(具体温度根据熔盐组成而定)，在金属构件阴极和石墨阳极间施加电压，焊接反应完成后，将金属构件阴极提离熔盐并冷却，用去离子水洗涤金属构件阴极表面的熔盐，最后真空干燥保存，得到焊接后的金属。该方法可以去除金属表面氧化层，提升焊接质量，对环境友好且操作简单。

本发明的一种熔盐电化学辅助金属焊接的方法，包括以下步骤：

步骤1：准备

将待焊接的同种金属或异种金属的焊接面相对，用细钼丝捆绑固定，作为金属构件阴极，连接在第一钼棒上；

将石墨棒作为阳极，固定在第二钼棒上；

将纯盐或混合盐烘干，去除水分后，置于坩埚中，在将坩埚置于电解焊接反应器中，将金属构件阴极和石墨阳极悬吊纯盐或混合盐上方，封闭电解焊接反应器，向电解焊接反应器内，持续通入氩气，形成氩气气氛；

步骤2：金属焊接

将纯盐或混合盐加热至熔化温度，形成熔盐，加热过程中，产生的湿气被氩气带走；

将金属构件阴极和石墨阳极插入熔盐中，构成两电极体系，在金属构件阴极和石墨阳极之间施加恒定电压为1.5～3.0V，恒槽压电解焊接6～24h，得到焊接后的金属构件阴极，将焊接后的金属构件阴极提离熔盐，冷却，得到冷却后的金属构件阴极；

步骤3：后处理

将冷却后的金属构件阴极用去离子水洗除附着的熔盐，真空干燥，得到焊接后的金属。

所述的步骤1中，所述的同种/异种金属为各种母材的物理常数和金属组织各不相同的金属。