[发明专利]一种用于Ti-6Al-4V和CuZrCr连接的真空钎焊方法

说明书

本发明涉及焊接技术领域，公开了一种用于Ti‑6Al‑4V和CuZrCr连接的真空钎焊方法，采用Tu1无氧铜作为Ti‑6Al‑4V与CuZrCr的连接过渡金属，先对Ti‑6Al‑4V、Tu1无氧铜和CuZrCr进行预处理，再依次将Ti‑6Al‑4V、钎料、Tu1无氧铜、钎料、CuZrCr放置于钎焊夹具中装配形成钎焊件整体放入真空钎焊炉内，执行真空钎焊步骤后开炉即可；本发明填补Ti‑6Al‑4V与CuZrCr的真空钎焊工艺领域空白，可解决Ti‑6Al‑4V与CuZrCr的异种连接物理性能差异较大的问题，实现两者可靠连接，具有广泛的应用价值。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种用于Ti-6Al-4V和CuZrCr连接的真空钎焊方法。

背景技术

超导馈线系统作为核聚变堆关键部件之一，用来连接室温电源和低温超导磁体系统，实现超导磁体系统励磁电流的传输。超导馈线冷却系统的使用工况为极端条件，目前超导馈线系统的冷却管道温度分别为4.2K和77K。为了精准采集冷却管路上的温度参数，需要在4.2K和77K的冷却管道上布置有大量的测温座。一般的测温座由两种材料焊接而成，两种材料物理属性差异较大，在真空钎焊冷却过程中，易产生收缩应力造成钎焊面开裂，甚至钎焊面的失效，致使温度采集不精确或无法有效采集，而且根据工程实际要求，连接的孔洞率要小于1%，同时钎焊装配时无法做到紧贴，致使钎焊过程中产生焊接缺陷Ti-6Al-4V具有较低的密度，很高的强度，良好的塑性和韧性，良好的疲劳性能，有足够的抗腐烛性和高温强度，比强度高，是一种优良的轻质结构材料。近年来，Ti-6Al-4V越来越多应用在工程结构中，如航空航天、石油化工、船舶制造、仪器仪表、冶金工业、生物医学工程等领域。CuZrCr因其具有良好的力学性能和电导性能，被广泛的应用于电机制造、航空航天、交通运输、冶金、电力、电子、焊接工具等领域。Ti-6Al-4V与CuZrCr的优质连接，可满足一些特殊结构部件的减重和功能要求，既能满足轻质高强的要求，又能满足导电性、导热性、耐烛性、耐磨性的要求，在航空航天、仪器仪表、造船、化工等领域拥有广阔的应用前景。而Ti-6Al-4V与CuZrCr的连接是异种材料之间的连接，由于它们的材料物理性能差异较大使得二者的连接存在很多困难。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于Ti-6Al-4V和CuZrCr连接的真空钎焊方法，填补了Ti-6Al-4V与CuZrCr的真空钎焊工艺领域空白，解决Ti-6Al-4V与CuZrCr的异种连接。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种用于Ti-6Al-4V和CuZrCr连接的真空钎焊方法，所述方法采用Tu1无氧铜作为Ti-6Al-4V与CuZrCr的连接过渡金属，具体步骤包括：

对Ti-6Al-4V基体材料进行预处理，包括顺次进行的除油、冲洗和吹干；

对Tu1无氧铜和CuZrCr进行预处理，包括顺次进行的去氧化膜、冲洗和吹干；

依次将Ti-6Al-4V、钎料、Tu1无氧铜、钎料、CuZrCr放置于钎焊夹具中装配形成钎焊件；

将装配后的钎焊件整体放入真空钎焊炉内，执行真空钎焊步骤后开炉取出钎焊件，打开钎焊夹具即可。

优选地，所述除油、冲洗和吹干具体包括：

将Ti-6Al-4V基体材料浸入90℃的除油溶液中浸泡5分钟后，用流动热水冲洗，然后用干燥无油的压缩空气吹干；

所述除油溶液按照氢氧化钠40g/L、碳酸钠30g/L、磷酸三钠30g/L、硅酸钠5g/L和水混合配比而成。

优选地，所述除油、冲洗步骤间还进行去氧化膜操作，具体包括：将Ti-6Al-4V基体材料浸入25℃按照硝酸60ml/L、盐酸50ml/L、氢氟酸5ml/L和水混合配比的溶液内浸泡5分钟后取出。