[其他]用于将钛板与铁类金属焊接的方法

说明书

本发明属于一种将钛与铁类金属相联接的方法。更明确地说，本发明属于一种通过可相容焊接的媒介金属和钛媒介物，将化学电池的钛板与铁类金属底板相接的方法。

钛和铁类金属不易通过焊接，将二者直接联接，因为钛/铁类金属混合物即合金极易损坏，通常不能经受从焊接温度冷却下来期间产生的收缩应力。

为了将钛焊接到铁类金属上，采用一种与铁类金属和钛都相容的媒介金属，并将其放在二者之间且与每一种金属焊接。该媒介金属与钛和铁类金属形成合金，这样钛和铁类金属就联接在一起了。

已知与钛和铁类金属相容的金属有钒。有关利用钒将铁类金属与钛焊接的讨论可见于《焊接月刊》1961年12月号《钛与钢的焊接》一文，作者是D.R.Mjtchell和H.D.Kessler。

钛通常用来做各种容器的衬层。然而，由于钛比其它各种金属如钢或其它铁类金属贵得多，所以钛衬层在需要的范围内尽量做得很薄，以节省材料，降低材料费用。这样薄的钛层经常使得泄漏要比更厚的钛层快得多和容易得多。这个问题在钛通过钒媒介物与铁类金属焊接到一起的焊接处尤为严重，因为在焊接过程中将薄的钛层与钒结合在一起时，留不下多少钛金属用于防止环境的腐蚀。

例如，在将钛板与铁类金属焊接的过程中一种可行办法是采用较厚的钛板。然而，这很浪费，因为仅在焊接处需要加厚钛板，而在其它部分则完全不需要。另外，如果要将钛板制成例如细长肋或轮片的形状，那么形成较厚的钛层而不使其出现裂纹是非常困难的。再说，较厚的钛板需要较高的焊接电流和较长的焊接时间，于是产生更多的热量。这种额外增加的热量势必会使钛板出现裂纹或变形。此外，还发现较厚的钛板焊接不牢。

因此，极需要一种焊接方法，它采用媒介金属将非常薄的钛板与铁类金属焊接，却又能避免由焊接引起的泄漏问题。

本发明特别是属于一种将厚度小于2毫米的钛板与铁类金属焊接的方法，其特征在于在钛板和铁类金属之间采用可相容焊接的媒介金属和钛媒介物。

本发明还涉及一种厚度小于2毫米、与铁类金属焊接的钛板构成的制品，其特征在于厚度小于2毫米的钛媒介金属放在靠近钛板一边，厚度小于0.5毫米的钒媒介金属放在靠铁类金属一边，并且将所述的媒介金属与铁类金属焊接，互相焊接，再与钛板焊接。

本发明的方法使得薄钛板与铁类金属焊接而不至于产生所关心的由焊接引起的泄漏或裂纹。如果不采用钛媒介物以及可焊接相容媒介金属，就不得不采用较厚的钛板以防止焊接泄漏。只是为了减少焊接引起的泄漏而不得不采用较厚的钛板是非常浪费的。本发明则没有这种必要。

通常用于将钛与铁类金属焊接有两种不同的方法，即电阻焊接法和电容放电焊接法。然而，对于将钛薄板与铁类金属焊接来说，最好选用电容放电焊接法，因为该方法不像电阻焊接法那样产生那么多的热量。

采用本发明的方法，大约0.5毫米薄的钛板也能轻而易举地焊接到铁类金属上。然而，钛板的厚度最好是小于大约2毫米，以确保良好焊接。

本文所提到的铁类金属是这样一些金属，例如，铁、铸铁、球墨铸铁、钢、不锈钢以及它们的合金。

已知的用于将钛与铁类金属焊接的可相容焊接媒介金属包括，例如，钒和镍。其它可相容媒介金属也可以采用，并在技工能够操作的技能范围之内。

媒介金属的合适的厚度是从0.05毫米至0.5毫米。可相容焊接媒介金属的厚度最好至少为大约0.25毫米，最佳厚度至少为大约00.13毫米。

钛媒介物应足够厚以减少钒对钛媒介物的渗透。钛媒介物的合适的厚度是从大约0.89毫米至大约1.3毫米或更厚些。钛媒介物最好至少为大约0.9毫米厚。这一厚度使得大约有0.1毫米至0.3毫米的纯钛保留下来，不与钒熔成合金。

以下为一实例。

一块1.22米×3.05米的热成形钛衬层（箔），其厚度为0.9毫米并有144个凹形套（凹陷处），准备焊到一块1.22米×3.05米的塑料铸模电池架的一侧，该塑料铸模电池架有144个从塑料中心隔板凸出、其长度为2.54厘米的钢芯棒。

0.13毫米厚、直径为22毫米的钒圆片放在塑料架一侧的每一个钢芯棒的顶部。0.89毫米厚、直径为22毫米的钛圆片放在每一片钒圆片上。然后，利用电容放电焊机，通过媒介物钒圆片，将钛圆片焊接到钢芯棒的顶端。当所有144个钛圆片用这种方法焊接后，将钛箔放在塑料架的顶部，所有144个凹形套对上所有144个钢芯棒。然后，将钛箔上每一个凹形套的平底用电容放电法与通过钒圆片已经焊接在钢芯棒上的钛圆片焊接。再用真空法检查其是否泄漏。该塑料架具有钛衬层和镍衬层，钛衬层是通过钒和钛媒介物圆片焊接到塑料架一面上的钢芯棒的，镍衬层则不通过任何媒介金属焊接到另一面上的钢芯棒。塑料架用来制作全平板式双极隔板氯电池单元。四组类似的电池单元成功地工作了124天而不发生由于焊接处的裂纹或腐蚀带来的任何泄漏。