[发明专利]一种铼元素强化钨/钼及其合金焊接性能的方法

说明书

本发明公开了一种铼元素强化钨/钼及其合金焊接性能的方法，包括：将钨/钼及其合金焊接面处充分打磨，清洁处理至接触面平整光洁；选取钼铼丝，对其进行打磨；将备焊材料对接，钼铼丝缠绕在焊缝处，置于真空或者气体保护环境中；激光或者等离子束焊接，熔化焊接缝；同步对熔池处进行超声振荡，使铼元素掺入熔池中；对焊接后材料进行热处理，炉冷却至室温，得到焊接后的产品。本发明利用铼元素对钨/钼及其合金性能强化，通过控制合金化元素铼的含量来实现对焊接性能的有效调控。使合金受力时发生孪生变形，同时减少晶界杂质增大合金晶粒间的结合力，增强钨/钼力学性能。

技术领域

本发明涉及钨/钼及其合金焊接，特别是一种铼元素强化钨/钼及其合金焊接性能的方法。

背景技术

钨/钼熔点高，高温力学性能好，又有优异的耐腐蚀和抗烧蚀性能，但是焊接难度大。一方面，焊接时熔池温度高，容易在焊接及冷却中发生再结晶，形成粗大晶粒。另一方面，钨/钼对于氮、氧等气体杂质十分敏感，在焊接过程中，气体杂质的加入会形成气孔等缺陷，还会增大低温脆性。为了保证钨/钼的焊接性能，在焊接时需避免空气的影响，在真空或者惰性气体的氛围中进行，还要控制冷却速度，减少粗大晶粒，但是综合力学性能的提高十分有限。

近年来，针对钨/钼及其合金的焊接方面的缺点，业内人士对相关焊接工艺进行了一些改进。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，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。三是添加合金成分方面，比如添加钛、锆等；如西安交通大学张林杰等人添加钛箔。

现有部分从合金化元素以及热处理方面提升钨/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；

4.采用加快焊后冷却速度的方法，其冷却速度不易精确控制。

对焊接缝处添加合金元素铼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通过添加元素铼作为焊接缝中合金元素强化焊接缝的性能的方法，该方法利用铼元素的“铼效应”对钨/钼及其合金性能强化的显著作用，通过控制合金化元素铼的含量来实现对焊接性能的有效调控。铼元素可以使合金受力时发生孪生变形，同时减少晶界杂质增大合金晶粒间的结合力，增强钨/钼力学性能。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

本发明提供的一种铼元素强化钨/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处充分打磨，清洁处理至接触面平整光洁；

选取钼铼合金丝，对其表面进行打磨；

将钨或钼及其合金焊接面对接，钼铼合金丝缠绕在焊缝处，置于真空或者氩气保护环境中，采用激光焊接方法，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，使铼元素均匀掺入熔池中；

对焊接后材料进行热处理，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，酒精和无尘布擦洗；打磨去除待焊接表面的氧化膜，不锈钢丝再次刷除待焊接表面残余物，酒精吹干。

优选的，钼铼合金丝中铼元素质量分数为10％～45％。

优选的，将钼铼合金丝缠绕在焊接缝处，并用少量的胶水固定。