[发明专利]钼组玻璃与可伐合金的激光焊接工艺方法

说明书

钼组玻璃与可伐合金的激光焊接工艺方法，属于焊接技术领域。1)将玻璃进行净化处理，去除可伐合金表面氧化膜，然后进行脱脂去油处理；2)可伐合金在氧化炉中制取氧化膜和制备中间层；3)将处理好的焊接件安装在夹具中，采用“三明治”焊接结构；4)将夹具及焊接件放入在炉中进行预热；5)激光束照射在金属表面，激光束焦点位于金属上表面，进行激光焊接；6)焊接结束后，将焊件迅速移至炉中进行去应力退火，随炉冷却至室温，得到玻璃与金属的焊接件。本发明通过优化激光焊接工艺提高了玻璃与金属接头的抗剪切强度、使用寿命及气密性，同时降低成本，经济性和实用性优良。

技术领域

本发明涉及的是利用激光焊接进行目组玻璃与可伐合金焊接工艺，属于非金属与金属材料的技术连接领域，该工艺方法主要可以用于真空集热管和航空航天领域的焊接，属于焊接技术领域。

背景技术

随着科学技术的快速发展，玻璃与金属连接技术可以应用于太阳能发电中，即获得高质量的太阳能真空集热管，可以大大提高太阳能热力发电的效率，同时对玻璃与金属的封接技术提出了更高的要求。

目前玻璃与金属的连接方法有阳极键合、钎焊、摩擦焊、电子束焊、爆炸焊等，但这些方法存在容易老化、精确度低、强度低和气孔多等缺陷。金属材料与玻璃连接的主要问题是：(1)热膨胀系数相差大，应力集中，焊后出现大量微裂纹，接头性能差；(2)玻璃材料主要结合方式是共价键，金属材料的主要结合方式是离子键和金属键，润湿性很差，界面结合困难；(3)非金属材料韧性差，容易发生断裂。玻璃材料具有高强度、高硬度、耐腐蚀、绝缘性能优异等特点，但玻璃本身的低延展性和较差的冲击韧性限制了其在工程中的应用。金属材料具有良好塑韧性和切削加工性，而非金属材料脆性较大，与非金属材料形成了互补，因此对研发出一种可靠的玻璃与金属连接技术提出了迫切要求。

激光焊接技术是将两种异种材料通过高能束流，快速熔化，形成较小的热影响区，达到相互连接的目的。现有的激光焊接工艺原理主要为：激光束照射在金属表面，首先将金属融透，然后传热给玻璃，达到玻璃的软化温度，在界面处反应，生成新物质，形成化学结合。主要包含以下工艺步骤：(1)将焊接件进行表面处理；(2)为了防止在焊接过程中开裂，焊前进行预热，预热温度为260-400℃，保温时间为15min，(3)激光焊接，激光功率为600-900W，焊接速度为2.5-5.5mm/s，离焦量为0mm，保护气体为氩气，气体流量为20L/min，扫描次数为1-3道；(4)焊后热处理，随炉冷却，室温下取出焊接件。

研究发现采用激光焊接工艺热变形较小，热影响区小，精确度高，成形快；焊接过程中局部重叠部分加热和冷却保持着平衡，熔池非常稳定；能有效降低焊后应力，得到良好的焊接接头。

发明内容

本发明的目的是提供一种钼组玻璃与可伐合金激光焊接新工艺，这种工艺提高了玻璃与可伐合金焊接接头的抗剪切强度及使用寿命，具有良好的经济性效果。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现，具体包括以下步骤：

(1)清洁试样：首先用金相砂纸将可伐合金表面的氧化膜去除，优选砂纸从400目打磨至1200目，然后进行抛光，最后进行脱脂去油处理；钼组玻璃表面用600-800目金相砂纸磨平；最后再分别用丙酮、乙醇和清水清洗表面，将金属和钼组玻璃在炉中进行烘干；

(2)制取氧化膜：将经过表面清洁后的可伐合金在真空中净化处理，然后放置在氧化炉中制备氧化膜，通过控制氧化时间和氧化温度获得不同厚度的氧化膜；