[发明专利]一种基于微合金化与同步寄生钎焊的钼合金熔焊方法

说明书

本发明公开了一种基于微合金化与同步寄生钎焊的钼合金熔焊方法，包括以下步骤：1)对待焊接工件的待焊结合区域进行预处理，其中，所述待焊接工件的材质为钼或钼合金；2)在待焊接工件的待焊结合面处填充中间层金属，再完成待焊接工件的对接；3)将待焊接工件置于惰性气体保护的气氛中或真空环境中，再对待焊接工件的待焊结合区域进行预热；4)完成待焊接工件的熔焊焊接，得焊接后的工件；5)将焊接后工件的焊接接头进行保温，再将焊接后工件的焊接接头置于惰性气体保护气氛中或真空环境中冷却至室温，完成基于微合金化与同步寄生钎焊的钼合金熔焊，该方法能够有效提高焊接后工件焊接接头的力学性能。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，涉及一种基于微合金化与同步寄生钎焊的钼合金熔焊方法。

背景技术

钼，熔点高达2610℃，中子吸收截面小，热膨胀系数低，热传导性能优异，高温力学性能好，可加工性好，当温度低于500℃时，钼在空气或水中有良好的稳定性。上述优点使得钼及钼合金，尤其是高性能钼合金在冶金、航空、航天、核能、军事等领域有着重要应用。高性能钼合金自身强韧性优异，但一旦进行熔焊，其强韧性优势将完全丧失。不仅如此，由于钼的熔点太高，一般须采用粉末冶金的方式加工制备，一方面导致材料致密度无法和熔铸冶金材料相比、含气量较高，焊接气孔缺陷严重；另一方面，易将O、N等杂质引入材料中，而室温下O、N等杂质元素在钼中的溶解度极低，熔池凝固时O、N等杂质元素易在晶界处偏析，使晶界严重弱化，焊缝的力学性能极差，上述问题严重制约了钼及钼合金作为结构材料在核电等关键场合的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于微合金化与同步寄生钎焊的钼合金熔焊方法，该方法能够有效提高焊接后工件焊接接头的力学性能。

为达到上述目的，本发明所述的基于微合金化与同步寄生钎焊的钼合金熔焊方法包括以下步骤：

1)对待焊接工件的待焊结合区域进行预处理，其中，所述待焊接工件的材质为钼或钼合金；

2)在待焊接工件的待焊结合面处填充中间层金属，再完成待焊接工件的对接，其中，中间层金属的熔点低于待焊接工件的熔点，中间层金属的填充区域范围覆盖焊接过程中待焊接工件熔焊焊缝区域及熔焊的热影响区域；

3)将待焊接工件置于惰性气体保护的气氛中或真空环境中，再对待焊接工件的待焊结合区域进行预热；

4)完成待焊接工件的熔焊焊接，在熔焊焊接过程中，待焊接工件的接头位置及其附近区域的中间层金属发生融化，使中间层金属与待焊接工件的接头位置形成熔钎焊冶金结合；

5)将焊接后工件的焊接接头进行保温，再将焊接后工件的焊接接头置于惰性气体保护气氛中或真空环境中冷却至室温，完成基于微合金化与同步寄生钎焊的钼合金熔焊。

步骤1)中对待焊接工件的待焊结合区域进行预处理的具体操作为：将待焊接工件的待焊结合区域依次进行打磨、碱洗、丙酮清洗及烘干；

待焊接工件的材质为纯钼、合金元素含量小于等于2wt％的钼合金或第二相掺杂物含量小于等于2wt％的钼合金。

步骤4)中采用激光焊、电子束焊、等离子束焊或氩弧焊的方法完成待焊接工件的熔焊焊接；

焊接后工件的焊接接头形式为管/棒套管接头、搭接接头、带垫板的对接接头、封底对接接头、不完全焊透的T型接头或不完全焊透的十字接头。

中间层金属的材质为Ti、Ni、Zr或Al。

步骤2)中通过直接填充金属箔材、溅射镀膜、电镀、冷喷涂或激光熔覆的方式在待焊接工件的待焊结合面处填充中间层金属。

中间层金属的纯度大于等于99.99％。

步骤3)中预热的温度为400℃-500℃。