[发明专利]一种镍基合金用的药芯焊丝

说明书

本发明涉及一种镍基合金用的药芯焊丝，属于金属焊接技术领域。该种焊丝截面呈D形，包括外层的焊皮、中部的焊芯以及填充的焊药，焊皮的D型平面较厚，熔化初期在焊缝两侧的母材上覆盖上一层合金层，将母材边缘的杂质压覆，减少焊缝中熔入杂质，焊药中引入Ti、Zr、Mg、Al等复配，降低热裂纹敏感性，焊芯中加入铌铁共熔，高温下形成碳化铌第二相，其填充在熔池中部并向熔池的底部和表层扩散，减轻焊接结晶裂纹敏感性，同时，焊皮及焊芯制备过程经过轧制、拉拔处理，其自身晶粒得到细化，具有良好的韧性；综上，本发明从熔池的饱满度、焊材的处理、降低杂质和降低裂纹敏感性出发，提供适用镍625合金结构件焊接的药芯焊丝。

技术领域

本发明属于金属焊接技术领域，具体地，涉及一种镍基合金用的药芯焊丝。

背景技术

镍625合金是以钼、铌为主要强化元素的固溶强化型镍基变形高温合金，具有优良的耐腐蚀和抗氧化性能，从低温到980℃均具有良好的拉伸性能和疲劳性能，并且耐盐雾气氛下的应力腐蚀，广泛应用于航空发动机零部件、宇航结构部件和化工设备；对于镍625合金结构件的焊接，现有技术中通常采用通用镍基焊条进行焊接，焊缝的常温抗拉强度在550MPa左右，远远达不到母材的自身强度，从而大大限制了镍625合金焊接结构件的应用强度。

发明内容

为了解决背景技术提到的技术问题，本发明提供一种镍基合金用的药芯焊丝。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种镍基合金用的药芯焊丝，包括焊芯，焊芯的外侧包覆有焊皮，焊芯和焊皮之间填充有焊药，该焊丝采用拉拔工艺制成截面呈“D”形，焊皮D型平面厚度为0.6±0.1mm，D型弧面厚度为0.3±0.1mm，焊芯为Φ0.8±0.1mm的丝材，且焊芯和焊皮均由Ni625合金加工而成；在实施焊接时，D型平面朝向焊缝实施焊接，较厚的平面首先熔化在焊缝两侧的母材上覆盖上一层Ni625合金，将母材边缘的杂质压覆，减轻杂质落入焊缝中形成焊接缺陷，之后随焊渣被铲除，中部的大量Ni625合金熔点相对较低，熔化后充分填充进焊缝中，在焊缝中形成饱满的熔池，有利于焊药进行反应，D型弧面厚度较薄，焊材较少有利于焊渣排出，提高焊缝的质量。

进一步地，焊药的填充量为焊丝质量的27-35％。

焊药按重量份计包括：二氧化钛0.11-0.15份、二氧化硅0.9-1.2份、三氧化二铝0.7-0.85份、氟化钙2.7-4.2份、铬粉1.3-1.7份、镁粉2.2-2.8份、铁粉13-18份、二氧化锆0.1-0.2份、高碳锰铁2-5份、氧化铈0.5-1份，二氧化钛在120℃氩气氛围下烘干至恒重，其余原料分别在120℃氮气氛围下烘干至恒重，之后过80目筛网进行筛分，取筛下料加入混粉机中均匀混合，得到焊药。

进一步地，焊皮由Ni625带材加热至840±20℃进行软化，之后采用轧机将两侧热轧减薄，然后在550±10℃下保温3h进行退火，防止后续拉拔过程中出现裂纹导致断丝，最后采用稀硫酸进行酸洗，去除表面氧化皮，得到焊皮。

进一步地，焊芯由Ni625铸锭熔融精炼后加入铌铁混炼，之后浇注成棒材，再经过轧制、热拉、去应力退火、酸洗去氧化皮，制成焊芯。

进一步地，焊芯制备过程中，Ni625铸锭和铌铁的加入量的质量比为100:0.75-0.9。

进一步地，铌铁中的成分为Nb：18-22％、Mn：12-15％、C：4.2-5.5％、Al:1.4-1.7％、Si：0.5-1.0％，余量为Fe和不可避免的杂质。

进一步地，焊丝由如下步骤制成：

步骤S1：采用卷边机将焊皮两侧的薄边向中部预卷，之后向内部填充用量一半的焊药，之后装入焊芯，再填充余下焊药，再采用卷圆机将顶部压合封口，得到预制焊丝；