[发明专利]一种ODS强化钨/钼及其合金焊接性能的方法

说明书

本发明公开了一种ODS强化钨/钼及其合金焊接性能的方法，包括：钨/钼及其合金焊接面打磨清洁处理；将稀土氧化物La₂O₃/Nd₂O₃/Sm₂O₃/Gd₂O₃/Y₂O₃中的一种配成胶体溶液；将胶体溶液均匀地涂刷在对接面处；将涂覆有胶体的焊接材料低温干燥；将备焊材料对接，放置于真空或者气体保护环境中；激光焊接或等离子束焊接，同步对熔池处进行超声振荡，使稀土氧化物充分均匀的扩散掺入至熔池。本发明通过添加稀土氧化物作为焊接缝中第二相，能够避免焊接缝处粗大晶粒的形成，从而强化焊接缝的性能。

技术领域

本发明涉及调控改善钨/钼合金焊接缝性能的方法，特别是一种ODS强化钨/钼及其合金焊接性能的方法。

背景技术

钨/钼具有熔点高，高温强度好等特点。但是，焊接难度较大。同时钨钼是体心立方金属，具有低温脆性和高温氧化的特点，对气体杂质元素氧、氮、碳十分敏感。因此在焊接时容易形成双重缺陷。一是在焊接缝处容易形成粗大组织，强度降低。二是微量杂质元素氧、碳、氮容易生成气孔和夹杂等缺陷，恶化焊接缝的力学性能。为了保证钨钼金属材料的焊接性能，避免空气环境下氧、氮元素的影响，需要在真空和氩气保护环境下进行。即使如此，焊接缝处粗大的晶粒对其性能影响依然严重。因此，避免焊接缝处粗大晶粒的形成，成为提高钨钼焊接性能的主要方向。

近年来，针对钨/钼及其合金的焊接方面的缺点，业界人士对焊接工艺得到了一些改进。主要有三种手段。一是热处理工艺方面，如专利号CN201710472561.5通过焊前及焊后热处理降低应力和减少杂质元素的含量，与此同时通过加快冷却速率来减小晶粒大小，从而提高焊接缝的综合力学性能。二是添加合金成分方面，比如在焊接缝处添加钛、锆等合金化元素。如西安交通大学张林杰等人添加钛箔。三是改变焊接气氛方面。比如西安交通大学张林杰教授采用氮气气氛焊接。

现有通过添加合金化元素提升钨/钼及其合金焊接的方法存在以下方面问题：

1.添加钛箔或者锆箔，对添加材料的规格尺寸要求高；

2.添加材料的装配困难，需要严格控制公差及形状；

3.所添加的数量受其在钨/钼及其合金中的固溶度限制。

因此亟需一种能够做到尽量避免以上问题，同时又能够有效改善钨/钼及其合金的焊接缝综合力学性能的焊接方法。对焊接缝处添加稀土氧化物，来增强焊接性能方面的工作，尚未见到报导。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种ODS强化钨/钼及其合金焊接性能的方法，通过添加稀土氧化物作为焊接缝中第二相，避免焊接缝处粗大晶粒的形成，强化焊接缝的性能。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

本发明提供的一种ODS强化钨/钼及其合金焊接性能的方法，包括：

将钨或钼及其合金焊接面打磨，清洁处理至接触面平整光洁；

将稀土氧化物配制成胶体溶液；

将胶体溶液均匀地喷涂或刷涂在相邻待焊接钨或钼及其合金材料的对接面处，将涂覆有胶体的焊接材料室温干燥；

将钨或钼及其合金焊接面对接，放置于真空或者氩气氛围中，采用激光焊接，熔化钼铼合金丝，焊接缝形成熔池；

同步对熔池处进行超声振荡，使稀土氧化物扩散掺入至熔池中；

将焊接后的材料进行热处理，随炉冷却至室温，得到焊接后的产品。

优选的，将钨或钼及其合金焊接面打磨，去除待焊接表面的氧化膜，酒精和无尘布擦洗，不锈钢丝刷除残余物。