[发明专利]一种DZ40M钴基高温合金TLP焊接方法

说明书

一种DZ40M钴基高温合金TLP焊接方法，涉及一种钴基高温合金TLP焊接方法。为了解决现有焊接工艺对钴基高温合金DZ40M焊接时存在可靠性差的问题。焊接方法：中间层粉末元素质量百分比为Co：5～15％、Cr：15～30％、W：4～15％、B：1～10％、Ni为余量，待焊的DZ40M钴基高温合金进行预处理，中间层粉末调成膏状中间层制成待焊DZ40M钴基高温合金，固定得到待焊的连接件进行焊接和时效处理。本发明提出一种DZ40M钴基高温合金TLP焊接方法，可以有效减少焊缝内气孔、裂纹和未焊合缺陷，为DZ40M钴基高温合金的连接和修复工作提供技术支持。本发明适用于DZ40M钴基高温合金TLP焊接。

技术领域

本发明涉及一种钴基高温合金TLP焊接方法。

背景技术

钴基高温合金DZ40M较传统的X-40高温合金有更高的初熔温度、更好的高温强度、以及更好的抗氧化腐蚀性能，是一种用于航空发动机涡轮叶片及燃烧室的理想材料。

然而现有焊接工艺对钴基高温合金DZ40M焊接时存在可靠性差的问题：由于高温合金零件使用环境较为苛刻，传统的熔化焊，比如TIG焊，对叶片进行局部快速加热、快速冷却，导致这些对热裂纹较敏感的高温合金在焊后沿晶界开裂，形成微裂纹，对焊接质量造成严重影响，钎焊方法虽然可实现整体加热，避免了热应力的问题，但是由于所采用的钎料熔点较高，有时甚至高于合金熔点，容易导致叶片合金基体受损，连接的可靠性变差，难以满足使用要求。

发明内容

本发明为了解决现有焊接工艺对钴基高温合金DZ40M焊接时存在可靠性差的问题，提出一种DZ40M钴基高温合金TLP焊接方法，可以有效减少焊缝内气孔、裂纹和未焊合缺陷，为DZ40M钴基高温合金的连接和修复工作提供技术支持。

本发明DZ40M钴基高温合金TLP焊接方法按照以下步骤进行：

步骤一、称取中间层粉末原料并混合，得到中间层粉末；

所述中间层粉末中各元素的质量百分比为：Co：5～15％、Cr：15～30％、W：4～15％、B：1～10％、Ni为余量；

中间层粉末一种全新的钎料，添加了钎料降熔元素B及耐高温元素W，由于B元素熔点较低，B的加入可以使得中间层在很低的温度便可以融化，因而降低了焊接温度。而W等元素的添加以及母材中Co元素向中间层处扩散，使得中间液相在保温阶段逐渐转变成高熔点的相，因此中间层在保温阶段就可以凝固，通过时效处理等手段可以获得均匀的耐高温接头，达到高温服役的要求，实现DZ40M高温合金低温连接与高温服役。接头具有出色的室温、高温抗拉强度及高温持久性能。使用该钎料的DZ40M高温合金接头重熔温度高于1100℃，接头高温抗拉强度达到母材87.1％，接头高温持久性能达到母材64.4％。

步骤二、将待焊的DZ40M钴基高温合金进行预处理，预处理包括切割、打磨和清洗，得到预处理后的DZ40M钴基高温合金；

所述预处理工艺为：将待焊的DZ40M钴基高温合金切割成型，采用80～800目的金相砂纸打磨去除待焊面上的切割划痕，然后放入无水乙醇溶液中超声清洗5～20min，得到预处理后的DZ40M钴基高温合金；

步骤三、利用粘结剂将步骤一得到的中间层粉末调成膏状中间层，均匀地铺展涂覆在待焊面，得到待焊DZ40M钴基高温合金；

所述中间层粉末与粘结剂质量比为：(8～12)：1；

所述膏状中间层涂覆的厚度为200～800μm；

所述粘结剂为硝酸纤维素与乙酸辛酯混合物；混合物中硝酸纤维素质量分数为5～50％；

步骤四、将两块待焊DZ40M钴基高温合金的膏状中间层的表面接触对齐，固定后得到待焊的连接件；

步骤五、将步骤四得到的待焊的连接件置入真空钎焊炉中，进行焊接，得到焊接连接后的连接件；