[发明专利]一种用于高熵合金堆焊的缆式焊丝及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于高熵合金堆焊的缆式焊丝，包括一根中心焊丝与若干根外围焊丝,若干根所述外围焊丝螺旋旋绕所述中心焊丝绞合，且各相邻所述外围焊丝相切连接；所述外围焊丝的直径小于所述中心焊丝的直径；同时还提供了其制备方法。本发明通过使用该制备方法，实现了焊丝成分可控，可以获得各种比例的缆式焊丝，可适用于对同一批次力学性能要求较高，不同批次力学性能要求不一致，或者对同一零件各部位力学性能要求不一致的高熵合金堆焊领域。通过使用本方法以制备出不同某元素含量变化的高熵合金缆式焊丝，解决了高熵合金基于粉末增材制造中部分元素激光吸收率低，尺寸受限制等问题，实现多类型高熵合金缆式焊丝结构及其制造方法。

技术领域

本发明涉及高熵合金焊接增材领域，具体而言，涉及一种用于高熵合金堆焊的缆式焊丝及其制备方法。

背景技术

缆式焊丝(又称多股绞合焊丝)由中心焊丝和螺旋升角α缠绕于中心焊丝上的多根彼此相切且丝径相同的外围焊丝所构成。缆式焊丝具有盘绕性好、送丝时刚丝径好、焊接时的熔深熔宽大以及熔敷效率高等优点，其原因为：(1)利用缆式焊丝焊接(例如CO2气保焊)时外围焊丝的小阳极区随缆式焊丝的送进而围绕中心焊丝阳极区旋转，并很快合成为一个统一的束状旋转弧柱区，该束状旋转焊接电弧有利于焊丝熔化、熔滴过渡，有利于熔池内均匀分布，从而减小焊缝缺陷，提高焊接质量；(2)缆式焊丝具有涡流型流体流动模式，焊接过程中熔池液态金属存在涡流型流动，液态金属的涡流运动使熔池中部凹陷，带动高温液态金属向熔池底部流动，有利于增加熔深。

经过海量检索，发现现有技术中缆式焊丝如公开号为CN108723633A公开的一种缆式焊丝，包括中心焊丝和螺旋旋绕所述中心焊丝设置的n根外围焊丝，各所述外围焊丝的直径均为d外，且各相邻所述外围焊丝相切设置，其特征在于，所述外围焊丝的捻距T＝m×(d外+d中)/2，其中m为捻距倍数，d外为所述外围焊丝的直径，d中为所述中心焊丝的直径，3.2≤m＜20。由于缆式焊丝的捻距倍数较小，在焊接参数不变时可以获得较小的熔深，还可以进一步降低焊接起弧电流，由于焊接电流的减小，更有利于焊接熔深的减小，对控制堆焊层稀释率有着显著的贡献，由于该缆式焊丝在焊接时熔深较浅、稀释率较低，可适用于对焊接熔深较浅、稀释率较低的复层厚度要求较薄的堆焊领域。或如公开号为CN108326463A公开了一种利用缆式焊丝制备金属间化合物零件的熔丝增材制造方法。该方法以满足金属间化合物成分配比的缆式焊丝为填充材料，采用熔丝增材制造设备制备金属间化合物零件，既可有效解决熔丝增材制造中金属间化合物难以拉拔成丝，以及送粉增材制造中沉积件致密度差、成分不均匀等问题，又可依据金属间化合物增材成分配比与制造需求灵活设计各种类型缆式焊丝，实现多类型金属间化合物的熔丝增材制造。本发明采用的缆式丝状材料为实心焊丝或药芯焊丝，能够实现金属间化合物零件的低成本、高效率、高质量制备，所制备的零件性能相对铸件也有所提高。

综上所述，现有技术的缆式焊丝为成分一定单质金属丝或合金丝所制焊丝，该技术在制备不同成分缆式焊丝时成本高，制备效率低，合金化学成分、组织和力学性能调节不方便，易产生气孔、裂纹、夹渣、空隙及缩孔等缺陷等问题。

发明内容

本发明提出了一种用于高熵合金堆焊的缆式焊丝及其制备方法以解决所述问题，

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于高熵合金堆焊的缆式焊丝,包括一根中心焊丝与若干根外围焊丝,若干根所述外围焊丝螺旋旋绕所述中心焊丝绞合，且各相邻所述外围焊丝相切连接；所述外围焊丝的直径小于所述中心焊丝的直径,且所述外围焊丝至少为3根。

进一步地，所述中心焊丝为以下其中一种：单质金属丝或合金丝。

进一步地，所述外围焊丝为以下其中一种或多种的组合：单质金属丝或合金丝。

一种利用所述缆式焊丝制备高熵合金的方法，包括如下步骤：