[发明专利]适用于全层片组织钛铝合金的焊料的设计方法、焊料及焊接工艺有效
申请号: | 202111139458.1 | 申请日: | 2021-09-27 |
公开(公告)号: | CN113878259B | 公开(公告)日: | 2023-05-23 |
发明(设计)人: | 静永娟;尚泳来;熊华平;任海水 | 申请(专利权)人: | 中国航发北京航空材料研究院 |
主分类号: | B23K35/02 | 分类号: | B23K35/02;B23K35/28;B23K35/32;B23K35/40;B23K1/00 |
代理公司: | 中国航空专利中心 11008 | 代理人: | 孟庆浩 |
地址: | 100095 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 适用于 全层片 组织 铝合金 焊料 设计 方法 焊接 工艺 | ||
1.一种适用于全层片组织钛铝合金的焊料,其特征在于:所述焊料由钛铝粉末和锆钛粉末两部分混合组成,焊料中锆钛粉末为70-80%,其余为钛铝粉末;
钛铝粉末中铝元素含量为钛铝合金基体中铝元素含量,偏差不大于1%;
锆钛粉末中钛元素含量为钛铝粉末钛元素含量,偏差不大于2%;
所述焊料的焊接工艺为:
在真空度不低于10-3Pa条件下,根据连接材料中锆钛粉末的熔点,设置连接温度T1,使得锆钛粉末在真空环境下利用低温保温形成锆钛液态熔池,而后升温至T2使钛铝粉末与熔池发生化学反应但钛铝粉末不熔化,完成组件连接的工艺过程;
所述温度T1设置为高于锆钛粉末熔化温度20-30℃,保温10-30min;连接温度T2设置为高于T1温度100-120℃,保温10-30min,且从T1到T2采用阶梯升温的方式;具体过程为:
以升温速率10-15℃/min升温至T1=850-880 ℃,保温10-30min;
→以升温速率25-30℃/min升温至900-930 ℃,保温10-20min;
→以升温速率10-15℃/min升温至T2=950-1000 ℃,保温20-30min;
→以降温速率10-15℃/min降温至930-950℃,保温20-30min;
→最后,随炉冷却。
2.根据权利要求1所述的焊料,其特征在于:采用溶剂将钛铝合金粉末与锆钛粉末进行均匀混合。
3.根据权利要求1所述的焊料,其特征在于:钛铝粉末、锆钛粉末粉末颗粒度在100-150目。
4.根据权利要求1所述一种适用于全层片组织钛铝合金的焊料的焊接工艺,其特征在于:所述工艺过程为:
在真空度不低于10-3Pa条件下,根据连接材料中锆钛粉末的熔点,设置连接温度T1,使得锆钛粉末在真空环境下利用低温保温形成锆钛液态熔池,而后升温至T2使钛铝粉末与熔池发生化学反应但钛铝粉末不熔化,完成组件连接的工艺过程;
所述温度T1设置为高于锆钛粉末熔化温度20-30℃,保温10-30min;连接温度T2设置为高于T1温度100-120℃,保温10-30min,且从T1到T2采用阶梯升温的方式。
5.根据权利要求4所述的焊接工艺,其特征在于:具体工艺过程为:
以升温速率10-15℃/min升温至T1=850-880 ℃,保温10-30min;
→以升温速率25-30℃/min升温至900-930 ℃,保温10-20min;
→以升温速率10-15℃/min升温至T2=950-1000 ℃,保温20-30min;
→以降温速率10-15℃/min降温至930-950℃,保温20-30min;
→最后,随炉冷却。
6.根据权利要求4所述的焊接工艺,其特征在于:待连接部位是平面时,焊料铺置在平面上、使用厚度为30-40μm;待连接部位是柱面时,焊料铺置在两柱面配合后的外表面缝隙处,根据柱面面积确定焊料的用量使得柱面焊合率达到95%。
7.根据权利要求6所述的焊接工艺,其特征在于:焊接间隙为0.05-0.1mm。
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